CN103792241A - 用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，其特征在于：所述的高速采集检测***包括输送带和设在输送带上方的前置面阵相机和检测面阵相机，前置面阵相机的底部设有前置LED光源，检测面阵相机的下方设有图像采集光源装置。使用时，本发明的设有前置面阵相机和检测面阵相机，检测面阵相机的下方设有图像采集光源装置，可以清晰还原显示各种隐形图案，消除机器视觉与人眼视觉间的偏差，从而完成随机方向高速动态输入本光源***的硬币表面隐形图案的高精度图像采集，包括各种坡度夹角、多面或多组硬币表面隐形图案的高精度图像采集。本发明是一种能完全模拟人眼的智能化光源***，能实现高精度检测控制的要求，光源***的结构简单可靠，充分满足实际生产应用的需要。

Description

用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***

技术领域

本发明涉及造币检测的技术领域，具体地说是一种用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，尤其涉及其中的图像采集光源装置。

背景技术

当今硬币流通硬币制造中，为了控制硬币表面常规的质量，国内外已采用机器视觉***对硬币常规表面质量进行高速在线检测控制，中国发明专利 CN101393138 就反映了这种硬币成品表面质量在线检测技术。

而随着硬币防伪反假的需要，在硬币表面应用隐形图案日益增多，隐形雕刻技术由于是通过三维的特殊加工手段将两种（或三种、四种及以上）不同的图案结合在一个图形上并产生两种（或三种、四种及以上）不同的视觉图案效果，这两种（或三种、四种及以上）图案根据光线角度或观察点的不同而交替出现和隐藏。中国发明专利ZL200410020692.2 就揭示了这种多面隐形图案如何制作的技术。

由于隐形图案制作在一组平行的山峰的山脊面上，该组平行山峰的山脊面呈现三维的特点，该组山脊面上所形成的图案或文字只有通过与与该山峰的山脊面特定的方向才能清晰地观察到，即通过“与山峰的山脊面（即A-B-C-D平面）特定的垂直面（即G-O-Y平面）方向”才能清晰地观察到。其中，两个特定方向平面（即G-O-Y平面与X-O-Y平面）构成夹角β；应与隐形图案山峰的山脊面（即A-B-C-D山脊面与X-O-Z平面）坡度夹角α相同,即β=α（详见图1）。

双面隐形图案需要通过二个不同的特定方向和视角才能清晰地观察到，三面隐形图案需要通过三个不同的特定方向和视角才能清晰地观察到，并依次类推。

例如，日本发行的500日圆流通硬币，在500的二个“0”中隐藏有两种隐形图案（双面隐形图案），该500日圆硬币双面隐形图案的坡度夹角α为46°并对称设置（参见图3A、图3B）。

在从上向下垂直地观察500日圆硬币表面的时候，看不到任何特殊的图案（隐形图案不显现，参见图４Ａ、图4B）。但是，沿该币特定的方向察看［即通过“与山峰的山脊面（即A-B-C-D平面）特定的垂直面（即G-O-Y平面）方向”，其∠β=∠α=46°］，可看到二个“0”中有明显的“500丹”的图案。同理，沿该币另侧的特定的方向察看，可看到在同一位置二个“0”中有明显的“|”的图案。换言之，在500日圆硬币的同一位置处，由于观察的视角不同而出现两种不同的隐形图案或者隐藏了隐形图案，当观察视角逐渐偏移该两个特定角度方向观察时，两种隐形图案显现清晰度也会逐渐变差和消失，而只有沿该币特定的两个角度方向察看，观察到的隐形图案最为清晰。

例二，西班牙1996年***发行的纪念币，在该纪念币橄榄形区域内有隐藏的两种隐形图案（双面隐形图案），该纪念币双面隐形图案的坡度夹角α为51°并对称设置（参见图5、图6）。

在从上向下垂直地观察西班牙1996年奥运币表面的时候，看不到任何特殊的图案（隐形图案不显现）。但是，沿该币特定的方向察看［即通过“与山峰的山脊面（即A-B-C-D平面）特定的垂直面（即G-O-Y平面）方向”，其∠β=∠α=51°］，可看到橄榄形区域内中有 “曲体下蹲运动员”的图案。同理，沿该币另侧的特定方向察看，可看到在同一位置橄榄形区域内中有 “直立跑动的运动员”的图案。换言之，在该币的同一位置处，由于观察的视角不同而出现两种不同的隐形图案或者隐藏了隐形图案，当观察视角逐渐偏移两个特定角度方向观察面时，两种隐形图案显现清晰度也会逐渐变差和消失，而只有沿该币特定的两个特定角度方向察看，观察到的隐形图案最为清晰。

例三，某造币设备公司制作的纪念章，在该币中心圆形区域内有两种隐藏的隐形图案（双面隐形图案），该纪念章双面隐形图案的坡度夹角为58°并对称设置（参见图7、图8）。

在从上向下垂直地观察该纪念章表面的时候，看不到任何特殊的图案（隐形图案不显现）。但是，沿该币特定的方向察看［即通过“与山峰的山脊面（即A-B-C-D平面）特定的垂直面（即G-O-Y平面）方向”，其∠β=∠α=58°］，可看到中心圆形区域内有 “方块与S字母”的图案。同理，沿该币另侧的特定方向察看，可看到在同一位置中心圆形区域内有“SCHULER”的图案。

上述三种硬币（章）隐形图案及其隐形图案的坡度夹角∠α如图二所示，上述三种双面隐形图案的坡度夹角∠α的角度参数设置不同，只有从二个不同位置、分别与之吻合的特定方向（即∠β=∠α）察看，才能还原清晰的隐形图案。同理，硬币（章）多面隐形图案中，三面隐形图案需要从硬币的三个不同位置、分别与之吻合的特定方向察看，才能看到三种隐形图案。四面及以上隐形图案的察看方法依次类推。

由于硬币隐形图案不同的坡度夹角∠α所显现的视角不同，如何模拟人眼清晰还原显现采集成为技术难点，包括如何通过“与山峰的山脊面（即A-B-C-D平面）特定的垂直面（即G-O-Y平面）方向”，使得特定观察角度∠β等于隐形图案的坡度夹角∠α。

所以，硬币隐形图案的检测比现有硬币常规表面质量的检测更加困难，而且需要适应不同形式、不同参数的多种隐形图案硬币。如何在造币生产中对各种形式和参数的硬币隐形图案成品进行高精度智能化图像采集、从而检测控制隐形图案的质量成为新的技术难题。

中国发明专利申请201110300870.7涉及一种硬币检测设备，其中采用一组分段式低角度环形光源，对双面隐形图案进行检测。该检测设备的图像采集光源采用圆周分布且相互连接的多段圆弧灯组成，但存在明显不足：该光源虽采用分段式结构，但存在该入射光线方向与隐形图案坡度夹角的方向存在一定的角度偏差，该偏差使采集图像的清晰度变差。实际应用中该相互连接的多段圆弧灯组（如：十二段），如每段再进一步细分过密，势必每段灯数量少而产生亮度不足而影响采集亮度；每段过疏（如：十二段）则照射角度过大，势必会下降与隐形图案对应角度精度而影响采集清晰度，从而影响隐形图案产品真实情况的清晰还原，导致造币企业规模化生产中检测成品率的下降，无法满足质量一致性的控制要求。

由于硬币隐形图案是为了增加防伪的变化性和增强硬币的观赏性，产品隐形图案的表现会有各种形式。比如：四面隐形图案，二组角度不同的双面隐形图案，可以从硬币圆周的四个方向看到不同的图案。造币企业为适应和满足各种隐形图案产品表现形式的需要，实际上硬币隐形图案产品的采集检测应用***还应包括以下内容：

1、  通常双面隐形图案的坡度夹角∠α在45°至60°的变化范围，如何满足各种坡度夹角的隐形图案在造币生产中清晰地图像采集。

2、  在一枚硬币表面有两种不同坡度夹角∠α的双面隐形图案（不对称坡度夹角设计），如何满足造币生产中清晰地图像采集。如：在一枚硬币双面隐形图案表面，分别采用∠α=45°和∠α=60°的坡度夹角的隐形图案，如何满足造币生产中清晰地图像采集。 

3、  在一枚硬币表面有多面（三面、四面）隐形图案、或多组双面隐形图案（每组坡度夹角∠α不同），如何满足造币生产中清晰地图像采集。

4、  如何满足多面隐形图案，在隐形图案数量增加时对图像采集光源入射方向和角度的准确性提出的更高精度要求（硬币圆周方向X-O-Y平面上的光源照射角度的精度）。

如何实现上述各种情况的隐形图案的图像采集成为新的技术课题，即解决隐形图案还原的清晰度问题，满足隐形图案产品清晰度的真实判断，准确判断生产过程中质量的一致性、真正反映造币生产中模具隐形受损和衰减程度的真实性，确保实际生产中质量的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，它可克服现有技术中隐形图案还原的清晰度不足，无法真实判断隐形图案产品的清晰度，影响实际生产中的质量监控的一些不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，其特征在于：所述的高速采集检测***包括输送带和设在输送带上方的前置面阵相机和检测面阵相机，前置面阵相机的底部设有前置LED光源，检测面阵相机的下方设有图像采集光源装置。

使用时，本发明的设有前置面阵相机和检测面阵相机，检测面阵相机的下方设有图像采集光源装置，可以清晰还原显示各种隐形图案，消除机器视觉与人眼视觉间的偏差，从而完成随机方向高速动态输入本光源***的硬币表面隐形图案的高精度图像采集，包括各种坡度夹角、多面或多组硬币表面隐形图案的高精度图像采集。本发明是一种能完全模拟人眼的智能化光源***，能实现高精度检测控制的要求，光源***的结构简单可靠，充分满足实际生产应用的需要。

本发明的重点在于图像采集光源装置及其上方的一个面阵相机，图像采集光源装置位于上方的相机与下方的硬币之间。工作状态时，图像采集光源装置与上方的相机同轴，与硬币基本同轴（根据隐形面的数量，分别微量偏置，分步采集）。隐形图案硬币由输送皮带高速随机方向输送进入本***，图像采集光源装置适时启闭，模拟人眼的观察与硬币表面隐形图案形成特定的夹角照射，捕获任意方向进入的全部硬币隐形图案，供垂直于硬币产品的上方的相机分别拍摄采集。

图像采集光源装置对随机动态进入的硬币（章）表面隐形图案进行清晰的照亮和显示，以还原隐形图案原本的状态，供采集和检测。利用前端的前置相机并在前置LED光源照明下，提供硬币（章）表面隐形图案的角度信息，配合传感器精确定位待检硬币（章），以控制图像采集光源装置的工作。

该***实现了硬币表面隐形图案规模化生产中无法依靠人工即时在线检测控制的问题，大幅度减员增效。本***检测精度高，监视模具的衰减损耗，减少不合格品的连续产生，确保隐形图案硬币产品一致性的生产控制。

附图说明

图1为硬币隐形图案的结构示意图。

图2为硬币隐形图案的又一结构示意图。

图3A、图3Ｂ为日本500日圆流通硬币在∠β=∠α= 46°特定视角下观察到的隐形图案。

图4Ａ、图4Ｂ为日本500日圆流通硬币在∠β=∠α= 90°视角下（垂直于X-O-Y平面）观察到的图案。

图5、图6为西班牙1996年***纪念币在∠β=∠α= 51°特定视角下观察到隐形图案。

图7、图8为某造币设备公司制作的纪念章∠β=∠α= 58°特定视角下观察到隐形图案。

图9为本发明一实施例的结构示意图。

图10为本发明一实施例的又一结构示意图。

图11为本发明单层图像采集光源装置的剖视图。

图12为本发明二层图像采集光源装置的剖视图。

图13为本发明三层图像采集光源装置的剖视图。

图14为本发明二层图像采集光源装置的结构仰视示意图。

图15为本发明二层图像采集光源装置的使用状态俯视参考图。

图16为本发明二层图像采集光源装置的又一使用状态剖视参考图。

图17为本发明图像采集光源装置的LED光源串的电路图。

图18为本发明图像采集光源装置的LED光源阵列的排列示意图。

图19为本发明检测的四面隐形硬币实施例说明示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

各附图中标记表示如下：1限流电阻R、2LED光源单体、3限流电阻R1、4电路开关K、5电路开关K1、6电路开关K2、7限流电阻R2、8输送带、9前置面阵相机、10检测面阵相机、11前置LED光源、12图像采集光源装置、13环形圆锥体支架、14LED单体光源、15LED光源串、16 LED光源阵列、17隐形硬币、18第一LED光源阵列、19第二LED光源阵列、20第三光源阵列、21山脊面。

下面就各附图内容做一个说明：

图1中，在隐形硬币山峰的山脊面上建立三维坐标系，其中：OG位于X-O-Z平面内，X-O-Y平面与硬币C-D-M平面平行，且OY平行CD，OX垂直CD。观察角度∠XOG=∠β，隐形坡度夹角∠DAE=∠α 。  

当观察角度∠β等于坡度夹角∠α，则能在观察角度（∠β =∠α）清晰显示硬币的隐形图案。

图1所示双面隐形：隐形坡度夹角∠DAE=∠α，∠FAE=∠α₁  ，当∠DAE=∠α≠∠FAE=∠α₁  时，为不对称设置双面隐形图案，需要分别以∠β=∠α和∠β=∠α₁  的角度观察，以清晰显示两个不同坡角的硬币隐形图案。

依次类推，三面隐形和多面隐形图案，按需在X-O-Y平面360°各个方向所设置一组山峰的山脊面，通过上述不同的特定方向和视角才能清晰地观察到隐形图案。

图3、图4中，日本500日圆流通硬币，在500的二个“0”中隐藏有两种隐形图案（双面隐形图案），双面隐形坡度夹角∠DAE=∠FAE=∠α= 46°，对称坡角设置。以垂直于X-O-Y平面观察，未见隐形图案（见图4A、图4B）。以“与山峰的山脊面（即A-B-C-D平面）特定的垂直面（即G-O-Y平面）方向”，且∠β=∠α= 46°观察，清晰的隐形图案如图3A、图3B所示。

图5、图6中是西班牙1996年***纪念币，在该纪念币橄榄形区域内有隐藏的两种隐形图案（双面隐形图案），双面隐形坡度夹角∠DAE=∠FAE=∠α= 51°，对称坡角设置。以“与山峰的山脊面（即A-B-C-D平面）特定的垂直面（即G-O-Y平面）方向”，且∠β=∠α= 51°观察，清晰的隐形图案如图5、图6所示。

图7、图8中是某造币设备公司制作的纪念章，在该公司纪念章中心圆形区域内有隐藏的两种隐形图案（双面隐形图案），双面隐形坡度夹角∠DAE=∠FAE=∠α= 58°，对称坡角设置。以“与山峰的山脊面（即A-B-C-D平面）特定的垂直面（即G-O-Y平面）方向”，且∠β=∠α= 58°观察，清晰的隐形图案如图7、图8所示。

图15、图16中，安装于2层环形圆锥体支架内壁上的LED单体光源由贴片型LED单体所组成，每个LED单体光源有单独的电源引线。不对称的坡角的双面隐形硬币位于光源下方，环形圆锥体支架为2层式复合结构，圆锥角∠γ的一半分别为∠γ₁/2和∠γ₂/2，分别与双面隐形不对称的坡度夹角∠α₁ 和∠α₂保持一致，即光源阵列1和光源阵列2照射角∠β1=∠α₁和∠β2=∠α₂。

每层上4枚LED光源单体组成LED光源串，沿各自的环形圆锥体壁上360°方向并分四层上下对齐排列和均匀分布，每层上任意相邻二个LED光源串可构成一个LED光源阵列［图示为圆锥体内360°每层分布80个LED单体光源体并组成串，两个LED光源串所组成一个LED光源阵列，光源陈列的照射夹角为9°，即圆周方向可任意组成40个LED光源阵列，照射夹角精度为4.5°］，以最大限度获取真实地隐形效果图像。

图17中，L1为LED单体照明光源串，根据需要设置N个LED单体照明光源串，如N=80个，N=100个等。每个LED单体照明光源串控制：通过分别控制电路开关K、 K1和K2，增减LED串中的LED单体的数量，调节照射强度的大小。如，设置断开K1和K2仅单独启闭K，达到LED串中的4枚LED单体照明工作；又如，设置断开K和K2仅单独启闭K1，达到LED串中的3枚LED单体照明工作；再如，设置断开K和K1仅单独启闭K2，达到LED串中的2枚LED单体照明工作。

图18中，第一LED光源阵列为任意一个光源阵列（2个光源串所组成，可根据需要设置3个光源串所组成），第二LED光源阵列为与该角度的隐形硬币图案山脊面上的C-D直线形成最接近90°的夹角的光源阵列［见图一所示，第二光源阵列平面垂直（或最接近垂直）于硬币C-D-M平面上的C-D直线］，本图为在光源***360°圆周上分布80个光源串（即N=80），角度精度控制在4.5°以内。第三LED光源阵列为任意的另一个随机选取的光源阵列。通过电控智能***，可任意启闭相临两个（N与N-1）LED光源串所组成LED光源阵列，如：第5个与第6个；或第6个与第7个，有效提高照射的角度精度，并达到智能化控制。

图19中，是某含有四面隐形图案硬币产品，该四面隐形图案位于同一区域X-O-Y平面方向的四个象限位置（90°均布），隐形图案坡度夹角α₁ =46°，隐形图案坡度夹角α₂=58°，隐形图案坡度夹角α₃=46°，隐形图案坡度夹角α₄=58°。

本发明主要包括所述的高速采集检测***包括输送带和设在输送带上方的前置面阵相机和检测面阵相机，前置面阵相机的底部设有前置LED光源，检测面阵相机的下方设有图像采集光源装置。由于输送带、前置面阵相机和前置LED光源均为现有技术，这里就不再赘述其工作原理了。

所述的图像采集光源装置由支架和设在支架内壁的LED单体光源构成， 4个LED单体光源形成LED光源串；所述的支架由单层或2-3层分支架拼接复合而成。单层支架所对应检测的隐形图案硬币设有一组隐形山脊，所述的隐形山脊由对称的2个隐形山脊面或仅1个隐形山脊面（另一个山脊面上不设置隐形）构成，隐形山脊的坡度夹角为α角；所述的单层支架为环形圆锥体支架，环形圆锥体支架的外形为圆柱体、内腔为圆锥体，环形圆锥体支架的圆锥角γ的角度是所检测的硬币隐形图案坡度夹角α的角度的两倍（即：圆锥角γ/2=坡度夹角∠α），每个LED单体光源的照射角度β和形成的光源照射角度面垂直于隐形山脊面。

同理，2层分支架所对应检测的隐形图案硬币设有2组不同角度的隐形山脊，所述的2组隐形山脊面分别由2个隐形山脊面或对称的4隐形山脊面构成，每一个隐形山脊都对应有一个坡度夹角α角；3层分支架所对应检测的隐形图案硬币设有3组不同角度的隐形山脊，所述的3组隐形山脊面分别由3个隐形山脊面或对称的6隐形山脊面构成，每一个隐形山脊都对应有一个坡度夹角α角；所述的支架由2-3层环形圆锥体分支架拼接复合而成，支架的外形为圆柱体、内腔为复合双层或三层的圆锥体，每一层的圆锥角γ的角度是所检测的硬币隐形图案坡度夹角α的角度的两倍，每一层的单个LED单体光源的照射角度β和形成的光源照射角度面垂直于所需要检测的坡度夹角所对应的隐形山脊面。单层支架中，设置在支架内壁的LED单体光源，沿各自的环形圆锥体壁分四层上下对齐排列，均匀分布在360度的环形圈内，每4个LED单体光源等距排列后构成一组LED光源串，所述的光源串沿着支架的圆锥体内壁均匀分布；2-3层支架中，每一层支架内壁均设有LED单体光源，每4个LED单体光源等距排列后构成一组LED光源串，所述的光源串沿着支架的圆锥体内壁360°均匀分布。相邻的2-3组光源串组合成为一个LED光源阵列，每一个光源串有单独的电源引线。前置面阵相机与前置LED光源同轴设置，检测面阵相机与图像采集光源装置同轴设置。

单层支架圆锥体上的每个LED单体照明光源安装后，保证每个LED单体照明光源的光线照射方向与隐形图案山峰的山脊面垂直。复合支架圆锥体上的每个LED单体照明光源安装后，保证每组中每个LED单体照明光源的光线照射方向与各自的隐形图案山峰的山脊面垂直，以获取高质量的真实地隐形效果图像。

所述的图像采集光源装置还包括LED光源串电路和LED光源阵列的智能控制***，该环形光源的高亮度LED单体可由贴片型LED单体所组成，每个LED照明光源单体有单独的电源引线，每一列的LED照明光源串均可根据控制信号实现独立控制，按照明亮度需要将LED照明光源串设置成2个（层）或3个（层）或4个（层）启闭的形式，以适应不同产品采集亮度的需要。LED照明光源串的电路中包括四个高亮度的LED、三个限流电阻与三个电路控制开关，LED光源串电路见图17。

圆锥体内任意相邻的两个（或三个）LED光源串组成LED光源阵列。整个光源***的电气控制采用PLC或单片机***智能控制，该智能电控***可随意开启和断开环形圆锥体内任意一个本光源***的LED光源阵列。由于任意相邻的两个（或三个）LED光源串所形成的照射夹角很小，有效提高了照射的角度精度。

以实际应用为例：圆锥体内360°每层分布100个LED光源串为例，两个LED光源串所形成的照射夹角仅为7.2°（360°/50个光源阵列），圆周方向角度精度控制在3.6°（360°/100个光源串）内，使隐形图案非常清晰地照明显现并供采集，使检测精度很高。

图像采集光源装置可根据检测图案的大小相应调整开启LED光源阵列中LED单体层的数量，开启2层或3 层或4层，以增强LED阵列整体的照射强度，满足不同类型隐形图案产品的需要，保证硬币表面隐形图案清晰和稳定的显现效果，便于采集和后期的图像处理判定。

当表面隐形图案硬币产品以随机角度通过本***前置面阵相机时，前置面阵相机获得的图像后，***计算隐形图案硬币产品表面的角度信息并发出控制信号，控制检测相机和图像采集光源装置进行开启和关闭。控制信号包含定位信息、光源阵列控制信息。

定位信息：精确控制相机拍摄和光源曝光时间。

采集隐形图案和光源***360°圆周角度精度：分为二种形式，①前置相机根据角度信息后，确定高精度智能环形图像采集光源（单一角度型）360°中哪一个LED单体照明光源阵列与该角度的隐形图案山脊面形成最接近90°的夹角（即：光源照射角度面垂直山脊面A-B-C-D以及山脊面上的C-D直线），越接近90°、精度越高。以光源***360°圆周上分布80个光源串为例，角度精度控制在4.5°以内。

②前置面阵相机根据角度信息确定高精度智能环形图像采集光源（复合角度型）中上、中、下部位各自哪一个LED光源阵列与各自该角度的隐形图案山脊面形成最接近90°的夹角（即：光源照射角度面垂直山脊面A-B-C-D以及山脊面上的C-D直线），越接近90°、精度越高。以光源***360°圆周上分布80个光源串为例，角度精度控制在4.5°以内。

光源阵列控制信息：控制对应的任意相邻一个LED光源阵列的开启和关闭。通过任意相邻一个光源阵列控制，在硬币产品通过本工位的短暂时间段内，依次分步完成隐形图案的清晰显示的照明，按步完成数次的拍摄采集。

***根据隐形图案的数量确定隐形检测相机的拍摄次数，隐形检测相机依次高速拍摄与隐形图案的数量对应的多幅隐形图案，整个采集过程均在高速状态下完成。

本光源***事先对所采集隐形图案产品进行调试和测试，以选择确定LED光源阵列的照明亮度。根据测试结果确定将LED光源串设置成2个（层）或3个（层）或4个（层）启闭的形式并对控制***进行设置。控制***通过对整个光源***的控制，以适应不同产品采集亮度的需要。

实施例1

1、采集检测500日元硬币的双面隐形图案，该双面隐形图案为对称设置，隐形图案坡度夹角α=46°，双面隐形图案X-O-Y平面方向180°分布(详见图3A、图3B)

2、产品直径Φ26.5mm，采集检测处理速度为 600枚/分钟。

3、采用一个500万像素分辨率采集相机，下方放置高精度智能环形图像采集光源（单一角度型）***。贴片式高亮LED均匀安装和分布在环形圆锥体支架的内壁上。

具体参数：

环形圆锥体支架圆锥角度γ=46°×2=92°

环形圆锥体支架直径Φ=150 mm

环形圆锥体一周“LED单体照明光源”个数=80个

每个LED光源串上“LED单体照明光源”的数量=4个（层）

每个LED光源串上“LED单体照明光源”的开启数量=3个（层）

圆锥体内任意相邻的两个LED光源串组成本光源***的LED光源阵列。

LED光源阵列（两个LED光源串）所形成的照射夹角=9°，双面隐形图案X-O-Y平面方向角度精度=4.5°。

4、通过光源阵列控制***的控制，在500日元硬币通过本***的短暂时间段内，分二步完成双面隐形图案清晰的显示照明，依次按级完成二次拍摄采集。

500日元硬币进入本***，通过前置相机确定硬币图案角度,按双面隐形方向按最接近的角度分步开启二组（180°方向）LED单体照明光源阵列，分步拍摄采集隐形图案；达到500日元双面隐形全部信息的采集。

实施例2

1、采集检测某种含有四面隐形图案硬币产品，该四面隐形图案位于同一区域X-O-Y平面方向的四个象限位置（90°均布），隐形图案坡度夹角α₁ =46°，隐形图案坡度夹角α₂=58°，隐形图案坡度夹角α₃=46°，隐形图案坡度夹角α₄=58°（见图19）。

2、产品直径Φ25mm，采集检测处理速度为 600枚/分钟。

3、采用一个500万像素分辨率采集相机，下方放置高精度智能环形图像采集光源（复合角度型）***。贴片式高亮LED均匀安装和分布在环形复合形圆锥体支架的二层内壁上。

具体参数：

环形圆锥体支架圆锥角度γ1=46°×2=92°

环形圆锥体支架圆锥角度γ2=58°×2=116°

环形圆锥体支架直径=188 mm

环形圆锥体一周“LED单体照明光源”个数=100个

每个LED光源串上“LED单体照明光源”的数量=4个（层）

每个LED光源串上“LED单体照明光源”的开启数量=4个（层）

圆锥体内任意相邻的两个LED光源串组成本光源***的LED光源阵列。

LED光源阵列（两个LED光源串）所形成的照射夹角=7.2°, 四面隐形图案X-O-Y平面方向角度精度=3.6°。

4、通过光源阵列控制***的控制，在该四面隐形图案硬币产品通过本***的短暂时间段内，分四步完成四面隐形图案清晰的显示照明，依次按级完成四次拍摄采集。

该四面隐形图案硬币产品进入本***，通过前置相机确定硬币图案角度,按四面隐形方向按最接近的角度分步开启四组LED光源阵列，分步拍摄采集隐形图案；达到该四面隐形图案硬币产品四面隐形全部信息的采集。

 

本发明的优点：

1. 高精度智能环形图像采集光源***硬件少且体积小、性价比高

高精度智能环形图像采集光源***硬件少且体积小、性价比高，十分有利于造币生产的实际应用，特别是生产线上的在线采集检测和监控。

2、高精度智能环形图像采集光源***适应性广、满足高速采集

使用高精度智能环形图像采集光源***，能实现任意方向、多面隐形图案硬币的全部清晰的采集和检测，光源***的照明阵列高精度并智能化控制。***采集检测速度可达 700枚/分钟，适应流通硬币规模化批量生产应用的需求。

3. 高精度智能环形图像采集光源***实用性好

高精度智能环形图像采集光源***控制精确高，采集图像清晰可靠，可根据需要单独工位或双工位设置，以检测单面或正背面设置表面隐形图案的硬币。

有利于利用和与现有检测设备的整合。

Claims (7)

1.一种用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，其特征在于：所述的高速采集检测***包括输送带和设在输送带上方的前置面阵相机和检测面阵相机，前置面阵相机的底部设有前置LED光源，检测面阵相机的下方设有图像采集光源装置。

2.一种用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，其特征在于：所述的图像采集光源装置由支架和设在支架内壁的LED单体光源构成，4个LED单体光源形成LED光源串；所述的支架由单层或2-3层分支架拼接复合而成。

3.根据权利要求2所述的一种用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，其特征在于：单层支架所对应检测的隐形图案硬币设有一组隐形山脊，所述的隐形山脊由1个隐形山脊面或对称的2个隐形山脊面构成，隐形山脊的坡度夹角为α角；所述的单层支架为环形圆锥体支架，环形圆锥体支架的外形为圆柱体、内腔为圆锥体，环形圆锥体支架的圆锥角γ的角度是所检测的硬币隐形图案坡度夹角α的角度的两倍，每个LED单体光源的照射角度β和形成的光源照射角度面垂直于隐形山脊面。

4.根据权利要求2所述的一种用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，其特征在于：2层分支架所对应检测的隐形图案硬币设有2组不同角度的隐形山脊，所述的2组隐形山脊面分别由2个隐形山脊面或对称的4隐形山脊面构成，每一个隐形山脊都对应有一个坡度夹角α角；3层分支架所对应检测的隐形图案硬币设有3组不同角度的隐形山脊，所述的3组隐形山脊面分别由3个隐形山脊面或对称的6隐形山脊面构成，每一个隐形山脊都对应有一个坡度夹角α角；所述的支架由2-3层环形圆锥体分支架拼接复合而成，支架的外形为圆柱体、内腔为复合双层或三层的圆锥体，每一层的圆锥角γ的角度是所检测的硬币隐形图案坡度夹角α的角度的两倍，每一层的单个LED单体光源的照射角度β和形成的光源照射角度面垂直于所需要检测的坡度夹角所对应的隐形山脊面。

5.根据权利要求2所述的一种用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，其特征在于：单层支架中，设置在支架内壁的LED单体光源，每4个LED单体光源等距排列后构成一组LED光源串，所述的光源串沿着支架的圆锥体内壁均匀分布；2-3层支架中，每一层支架内壁均设有LED单体光源，每4个LED单体光源等距排列后构成一组LED光源串，所述的光源串沿着支架的圆锥体内壁均匀分布。

6.根据权利要求5所述的一种用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，其特征在于：每一个光源串有单独的电源引线，每个LED光源串的电路中包括四个LED单体、三个限流电阻与三个电路控制开关，任意相邻的2-3组光源串组合成为一个LED光源阵列。

7.根据权利要求1所述的一种用于多面隐形图案的硬币或章的高速采集检测***，其特征在于：前置面阵相机与前置LED光源同轴设置，检测面阵相机与图像采集光源装置同轴设置。

Images