针对金属球面高反光及高曲率对表面微缺陷检测的不利影响，提出一种基于空间全角度光源和图像融合的检测方法，通过空间全角度光源系统提供不同照明方案扫描球面获得图像信息，利用图像融合对有效检测区域内微缺陷与背景的差异性进行累积，放大微缺陷与背景差异，提升微缺陷检测能力。实验结果表明，基于本方法的检测装置对直径20mm精度G16的轴承钢球表面不同位置微缺陷的检测效果显著，解决了金属球面高反光引起检测盲区问题，并对轴承钢球表面各种微缺陷具有良好的检测能力。
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