十四五规划中提出传统制造业要朝着智能化的方向发展,这也对表面检测技术提出了新的要求。传统的工业生产制造,特别是汽车制造中的金属冲压件检测,还是通过熟练的工人在高光条件下用肉眼进行观察,人工检测的成本较高,效率低下,并且带有很大的主观性,缺乏可重复性和定量性,容易导致错检、漏检等情况,因此利用光学反射并结合机器视觉的表面缺陷检测技术越来越受到重视。条纹偏折技术是一种全场梯度技术,对表面高度变化具有非常高的检测灵敏度。应用这一技术的前提是表面存在部分镜面反射,然而工业制造中大多数原始表面具有较高的粗糙度,在可见光范围内难以产生镜面反射,本文提出了利用直径0.3mm的镍铬合金丝加热作为光源,将入射光波长扩展到红外波段,使得可见光范围内的粗糙表面能够产生较高的镜面反射率,并利用红外相机观察表面形貌对以电热丝为光源所产生的热条纹的变化,从条纹形变量中解调出表面高度变化,在扫描速度2cm/s下的系统缺陷检测准确率达89%。本文重点研究了基于红外条纹偏折技术的表面缺陷检测方法,包括红外条纹偏折检测原理分析、检测系统硬件平台设计及搭建、条纹图像的处理以及缺陷检测系统实验分析四个主要部分。论文的主要研究工作包括以下四个方面:1.对红外条纹偏折检测技术的原理进行分析。根据粗糙表面的电磁波反射模型,推导出了表面镜面反射率和入射光波长以及表面粗糙度的关系,并提出在条纹偏折技术中,利用三角测量法的原理,完成物体表面形貌的三维重建。2.完成红外条纹偏折表面缺陷检测系统硬件平台的设计。在分析三角测量原理的基础上,设计了两种表面缺陷检测系统,并根据条纹偏折的原理对所需要用到的主要器件进行选型,包括相机、光源、运动控制模块等,并完成平台搭建。3.条纹图像的处理。分析了条纹的稳定性,条纹宽度变化不超过1个像素宽度;然后对条纹图像进行预处理,提高图像质量;然后利用灰度重心法提取条纹中心坐标;从视差图像中得到物体表面三维点云数据,并利用Delaunay三角剖分法完成了三维点云数据的重建。4.红外条纹偏折检测系统实验分析。研究了两种不同光源在红外条纹偏折技术中的优缺点,并在实际产线上对以单根直径0.3mm的镍铬合金丝作为光源的系统进行测试,扫描速度为2cm/s下系统缺陷检测准确率达89%,并从硬件角度分析了影响检测系统精度的三个因素。