CN101655349B - 一种全自动光学尺寸检测方法及检测*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自动光学尺寸检测方法，其在所述检测轨道上设置两台CCD摄像机，并通过外接端口将该摄像机连接到一具有图像处理功能的计算机上，设置一检测***，包括图像采集模块、格式转换模块、图像处理模块及识别控制模块，所述各模块通过数据传输线路相互连接实现数据交换；所述图像采集模块采集图像数据传输至所述图像处理模块；所述各子模块对所接收图像数据进行处理后，转换成可进行指标检测的参数数据；将所述参数数据进行指标检测，对其参数输出的同时实时输出控制信号。本发明还提供了一种实现上述方法的检测***。

Description

一种全自动光学尺寸检测方法及检测***

技术领域

本发明涉及自动化测控技术领域，具体涉及一种全自动光学尺寸检测方法，及实现该方法的检测***，以实现对小型化、高密度产品的在线尺寸检测。

背景技术

在现代工业自动化生产中，端子尺寸检测通常这种带有高度重复性和智能性的工作只能用人肉眼来完成，但有些时候，如微小的尺寸要精确快速测量，形状匹配，颜色识别等，人们根本无法用肉眼连续稳定地进行，其他物理传感器也难于有用武之地。随着电子技术的不断小型化和高密度组装趋势，对产品的检测要求也越来越严密，传统的目视检测已经远远达不到要求。随着先进制造技术的发展和光电技术产品的开发向高科技、高精度、高质量、高附加值、小型化及集成化方向发展，相应的精密检测技术也该适应这种发展。精密检测技术应为先进制造业服务，担负起质量技术保证。

进入21世纪光电子、信息、机电、汽车等产业技术不断革新，各种高科技产品，如数码相机、液晶、汽车等快速渗透进入每个家庭，而高精度的各类零部件成了产品的关键，企业精密超精密加工需求持续扩大；另外当前模具加工的重点发展方向之一就是单件高精度加工，也就是高档模具需求旺盛。模具工业发展迅速，在汽车、水暖、光电等行业的带动下，模具行业需求日益增大。精密仪器元件、光学镜头汽车中小尺寸铸压件、水龙头、液晶显示屏等中、高档模具同样需要精密检测来保证质量。

因此，如何实现立足于各类中小尺寸精密产品的检测需求，如精密机电零部件、精密陶瓷制品、光电元件和光学透镜等。如何采用高精度直线电机、传感器以及自主开发测量评价软件为核心实现软硬件控制方案，并最终实现高效率、高精度、高自动化程度的精密检测平台，满足服务于光电信息、模具、高新技术等产业需求是目前迫切需要解决的问题，要满足上述要求，目前还存在多方面的技术缺陷和相关软硬件资源的支持。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种自动化光学尺寸检测方法；本发明的又一目的在于，提供一种实现该方法的检测***，用来满足各类中小尺寸精密产品的检测要求，服务于光电信息、模具、高新技术等产业需求。

为有效解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种全自动光学尺寸检测方法，包括被测元件及一与被测元件流动生产线相连接的冲床送带检测轨道，在所述检测轨道上设置两台CCD摄像机，并通过外接端口将该摄像机连接到一具有图像处理功能的计算机上，其包括以下步骤：

(1)设置一检测***，包括图像采集模块、格式转换模块、图像处理模块及识别控制模块，所述各模块通过数据传输线路相互连接实现数据交换；

(2)所述图像处理模块包括图像增强子模块、特征识别子模块、图像配准子模块、图像融合子模块、边缘提取子模块及图像滤波子模块；

(3)所述图像采集模块采集图像数据并将其转换为可识别格式数据，传输至所述图像处理模块；

(4)所述图像处理模块中上述步骤(2)所述各子模块对所接收图像数据进行黑白边缘、灰度及二值化等域进行处理后，转换成可进行指标检测的参数数据；

(5)将所述参数数据进行指标检测，判断其是否在公差要求范围内符合标准，对其参数输出的同时实时输出控制信号。

所述步骤(3)还包括以下步骤：所述图像数据采集过程中通过光纤感应原理同时对所述被测元件分别从两个方向(X轴及Y轴)同步采集，并分别转换其格式。

所述步骤(4)还包括以下步骤：所述参数数据包括被测元件的尺寸、角度、亮度、偏移量、颜色色素值及位置坐标参数，并根据物像数值比例转换成实际参数量值。

所述步骤(4)还包括以下步骤：所述参数数值的精确度必须不小于物像数值比例，且精确度的误差相对于标准量值的误差范围需忽略不计。

所述步骤(5)还包括以下步骤：所述参数数据进行指标检测时，符合标准被测元件通过光纤缓冲原理自动送出检测轨道，不符合标准被测元件检测完成后，自动报警并停止检测或自动将其传输至修复管理生产线等待修复。

一种实现上述全自动光学尺寸检测方法的检测***，其包括图像管理模块、数据管理模块、***管理模块及主控制模块；所述图像管理模块包括图像获取子模块、图像增强子模块、特征识别子模块、图像配准子模块、图像融合子模块、边缘提取子模块、图像滤波子模块及识别控制子模块；所述数据管理模块包括数据运算子模块、数据存储子模块及数据传输子模块；所述***管理模块包括I/O子模块及***维护子模块；所述主控制模块包括指标检测子模块、信号转换子模块及通信控制子模块；上述各功能模块及子模块通过数据传输总线或各种转换电路及控制电路相互连接实现数据通信。

所述数据管理模块还包括数据录入子模块及格式转换子模块；所述***管理模块还包括数据备份子模块、数据还原子模块及数据删除子模块；所述主控***还包括数据调用子模块、信号输出子模块及信号识别子模块。

所述图像处理模块的各功能子模块可根据需要任意组合调整排列或设定自由空间调度权限任意删除或添加。

所述图像处理模块由主程序分层控制，其包括图像采集层、图像处理层及参数输出层。

本发明的有益效果：数据采集及其图形图像处理功能一体化设计，数据交换功能模块集成实现多格式数据处理；立足于各类中小尺寸精密产品的检测需求，如精密机电零部件、精密陶瓷制品、光电元件和光学透镜等；把计算机的快速性、可重复性与人眼视觉的高度只能化和抽象能力相结合，增强精度和速度的可靠性；节省传统人工目视检测的工作量，降低人工成本；采用高精度直线电机、传感器以及自主开发测量评价软件为核心实现软硬件控制方案，实现高效率、高精度、高自动化程度的精密检测平台，满足服务于光电信息、模具、高新技术等产业需求是目前迫切需要。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明检测***硬件模块结构框图；

图2是本发明检测***图像处理模块子模块结构框图；

图3是本发明自动化光学尺寸检测流程示意图。

具体实施方式

参见图3，一种全自动光学尺寸检测方法，包括被测元件及一与被测元件流动生产线相连接的冲床送带检测轨道，在所述检测轨道上设置两台CCD摄像机，并通过外接端口将该摄像机连接到一具有图像处理功能的计算机上，其包括以下步骤：

(1)设置一检测***，包括图像采集模块、格式转换模块、图像处理模块及识别控制模块，所述各模块通过数据传输线路相互连接实现数据交换；

(2)所述图像处理模块包括图像增强子模块、特征识别子模块、图像配准子模块、图像融合子模块、边缘提取子模块及图像滤波子模块；

(3)所述图像采集模块采集图像数据并将其转换为可识别格式数据，传输至所述图像处理模块；所述图像数据采集过程中通过光纤感应原理同时对所述被测元件分别从两个方向(X轴及Y轴)同步采集，并分别转换其格式。

(4)所述图像处理模块中上述步骤(2)所述各子模块对所接收图像数据进行黑白边缘、灰度及二值化等域进行处理后，转换成可进行指标检测的参数数据；所述参数数据包括被测元件的尺寸、角度、亮度、偏移量、颜色色素值及位置坐标参数，并根据物像数值比例转换成实际参数量值；所述参数数值的精确度必须不小于物像数值比例，且精确度的误差相对于标准量值的误差范围需忽略不计。

(5)将所述参数数据进行指标检测，判断其是否在公差要求范围内符合标准，对其参数输出的同时实时输出控制信号；所述参数数据进行指标检测时，符合标准被测元件通过光纤缓冲原理自动送出检测轨道，不符合标准被测元件检测完成后，自动报警并停止检测或自动将其传输至修复管理生产线等待修复。

参见图1及图2，一种实现上述全自动光学尺寸检测方法的检测***，其包括图像管理模块、数据管理模块、***管理模块及主控制模块；所述图像管理模块包括图像获取子模块、图像增强子模块、特征识别子模块、图像配准子模块、图像融合子模块、边缘提取子模块、图像滤波子模块及识别控制子模块；所述数据管理模块包括数据运算子模块、数据存储子模块及数据传输子模块；所述***管理模块包括I/O子模块及***维护子模块；所述主控制模块包括指标检测子模块、信号转换子模块及通信控制子模块；上述各功能模块及子模块通过数据传输总线或各种转换电路及控制电路相互连接实现数据通信。

所述数据管理模块还包括数据录入子模块及格式转换子模块；所述***管理模块还包括数据备份子模块、数据还原子模块及数据删除子模块；所述主控***还包括数据调用子模块、信号输出子模块及信号识别子模块。

所述图像处理模块的各功能子模块可根据需要任意组合调整排列或设定自由空间调度权限任意删除或添加。

所述图像处理模块由主程序分层控制，其包括图像采集层、图像处理层及参数输出层。

参见图3，本发明的工作原理为：CCD照相机抓取图像，送入计算机或专用的图像处理模块，通过数字化处理，达到判别的目的。把计算机的快速性，可重复性，与人眼视觉的高度只能化和抽象能力相结合。将机器视觉***运用在工业现场的环境下，增强精度和速度的可靠性。其执行动力机构设置马达带动端子料带，通过光纤缓冲，将料带连接高速冲床送带检测轨道，CCD通过光纤感应，根据***需求，采用高分辨率摄像机对生产线进行扫描拍照，根据检测要求，***设置两个摄像机(X轴和Y轴)分别同时检测两个方向的端子尺寸，进行同步拍摄图像，将拍照图像输入***主机，通过应用软件对两幅图像进行分析处理，判断每个部件物品所要检测的指标是否在公差要求范围内符合标准，并实时给出控制信号。

本发明并不限于上述实施方式，凡采用和本发明相似***结构及其方法来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全自动光学尺寸检测方法，包括被测元件及一与被测元件流动生产线相连接的冲床送带检测轨道，其特征在于，在所述检测轨道上设置两台CCD摄像机，并通过外接端口将该摄像机连接到一具有图像处理功能的计算机上，其包括以下步骤：

(1)设置一检测***，包括图像采集模块、格式转换模块、图像处理模块及识别控制模块，所述各模块通过数据传输线路相互连接实现数据交换；

(2)所述图像处理模块包括图像增强子模块、特征识别子模块、图像配准子模块、图像融合子模块、边缘提取子模块及图像滤波子模块；

(3)所述图像采集模块采集图像数据并将其转换为可识别格式数据，传输至所述图像处理模块；

(4)所述图像处理模块中上述步骤(2)所述各子模块对所接收图像数据进行黑白边缘、灰度及二值化等域进行处理后，转换成可进行指标检测的参数数据；

(5)将所述参数数据进行指标检测，判断其是否在公差要求范围内符合标准，对其参数输出的同时实时输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种全自动光学尺寸检测方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括以下步骤：所述图像数据采集过程中通过光纤感应原理同时对所述被测元件分别从两个方向同步采集，并分别转换其格式。

3.根据权利要求1所述的一种全自动光学尺寸检测方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括以下步骤：所述参数数据包括被测元件的尺寸、角度、亮度、偏移量、颜色色素值及位置坐标参数，并根据物像数值比例转换成实际参数量值。

4.根据权利要求1所述的一种全自动光学尺寸检测方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括以下步骤：所述参数数值的精确度必须不小于物像数值比例，且精确度的误差相对于标准量值的误差范围需忽略不计。

5.根据权利要求1所述的一种全自动光学尺寸检测方法，其特征在于，所述步骤(5)还包括以下步骤：所述参数数据进行指标检测时，符合标准被测元件通过光纤缓冲原理自动送出检测轨道，不符合标准被测元件检测完成后，自动报警并停止检测或自动将其传输至修复管理生产线等待修复。

6.一种实现权利要求1所述全自动光学尺寸检测方法的检测***，其特征在于，其包括图像管理模块、数据管理模块、***管理模块及主控制模块；所述图像管理模块包括图像获取子模块、图像增强子模块、特征识别子模块、图像配准子模块、图像融合子模块、边缘提取子模块、图像滤波子模块及识别控制子模块；所述数据管理模块包括数据运算子模块、数据存储子模块及数据传输子模块；所述***管理模块包括I/O子模块及***维护子模块；所述主控制模块包括指标检测子模块、信号转换子模块及通信控制子模块；上述各功能模块及子模块通过数据传输总线或各种转换电路及控制电路相互连接实现数据通信。

7.根据权利要求6所述的全自动光学尺寸检测***，其特征在于，所述数据管理模块还包括数据录入子模块及格式转换子模块；所述***管理模块还包括数据备份子模块、数据还原子模块及数据删除子模块；所述主控制模块还包括数据调用子模块、信号输出子模块及信号识别子模块。

8.根据权利要求6所述的全自动光学尺寸检测***，其特征在于，所述图像管理模块的各功能子模块可根据需要任意组合调整排列或设定自由空间调度权限任意删除或添加。

9.根据权利要求6所述的全自动光学尺寸检测***，其特征在于，所述图像管理模块由主程序分层控制，其包括图像采集层、图像处理层及参数输出层。

Images