CN109100358A - 视觉检测*** - Google Patents

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CN109100358A CN201811215920.XA CN201811215920A CN109100358A CN 109100358 A CN109100358 A CN 109100358A CN 201811215920 A CN201811215920 A CN 201811215920A CN 109100358 A CN109100358 A CN 109100358A
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秦诗玮
褚英昊
舒志豪
谢志鹏
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王彬
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Abstract

本申请涉及一种视觉检测***，包括：光源隔离箱、成像光源、相机、线结构光光源和计算机设备，所述成像光源、所述相机和所述线结构光光源均安装在所述光源隔离箱内部；所述相机与所述计算机设备连接；所述光源隔离箱用于隔离将外部光线与成像模块隔离，形成视觉检测暗室；所述成像光源用于为所述相机提供拍摄光源；所述线结构光光源用于提供线性激光束；所述计算机设备用于根据所述相机拍摄的图像信息对目标物体进行质量检测；所述质量检测包括灰度检测和/或缺陷检测。本申请提供的视觉检测***可以实现目标范围的信息提取，提高缺陷检测准确率。

Description

视觉检测***
技术领域
本发明涉及人工智能领域，尤其涉及一种视觉检测***。
背景技术
随着工业生产中生产线的高度自动化，工厂对产品质量的检测手段要求越来越高。目前，要求利用图像处理及计算机视觉技术对产品质量进行检测的领域在逐渐增多，比如对于生产出的金属(特别是钢板)表面、纸张等印刷品、纺织品、磁砖、玻璃、木材等表面缺陷的检测。
传统的检测方式中一种是利用人眼对产品进行质量检测，还有一种是机器检测，机器利用CCD或者照相机代替人眼检测目标物体或画面是否合格，可以防止因为人眼疲劳产生误判。
但是，上述机器检测方式普遍存在曝光不可控或者外部光源干扰问题，容易造成测试结果一致性不好，使得检测结果准确性较差。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题提供一种新的视觉检测***，以提高对目标物表面实时检测结果的准确性。
一种视觉检测***，包括：光源隔离箱、成像光源、相机、线结构光光源和计算机设备，所述成像光源、所述相机和所述线结构光光源均安装在所述光源隔离箱内部；所述相机与所述计算机设备连接；
所述光源隔离箱用于隔离外部光线，形成视觉检测暗室；
所述成像光源用于为所述相机提供拍摄光源；
所述线结构光光源用于提供线性激光束；
所述计算机设备用于根据所述相机拍摄的图像信息对目标物体进行质量检测；所述质量检测包括灰度检测和/或缺陷检测。
上述实施例提供的一种视觉检测***包括光源隔离箱、成像光源、相机、线结构光光源和计算机设备，所述成像光源、所述相机和所述线结构光光源均安装在所述光源隔离箱内部；所述相机与所述计算机设备连接；所述光源隔离箱用于隔离外部光线，形成视觉检测暗室；所述成像光源用于为所述相机提供拍摄光源；所述线结构光光源用于提供线性激光束；所述计算机设备用于根据所述相机拍摄的图像信息对目标物体进行质量检测；所述质量检测包括灰度检测和/或缺陷检测。光源隔离箱将外部光线隔离，为相机提供稳定的图像采集环境环境，成像光源为LED灯，为相机拍照提供稳定亮度的光源，线结构光光源为相机检测物体表面缺陷提供线性光源。当对物体进行灰度检测时，将目标物体放在光源隔离箱内部的相机下方，固定成像光源的光照亮度，调节相机对焦和曝光参数，然后用相机拍照，相机将照片传输给计算机，计算机通过相机传输的照片检测被测物体灰度值是否满足标准；当对物体进行表面缺陷检测时，固定成像光源的光照亮度，调节相机对焦和曝光参数，打开线结构光光源，调节其光线焦距，然后用相机拍照，相机将照片传输给计算机，计算机通过相机传输的照片检测被测物体是否有缺陷。本实施例中，光源隔离箱排除了外界光线的干扰，成像光源为相机采集照片提供了稳定的光照，相机曝光固定，则相机成像结果稳定性高、一致性好，使得对被测物体的检测结果更准确。
在一个实施例中，所述成像光源为亮度可调的光源。
在一个实施例中，所述相机为曝光参数可调的相机。
上述实施例中，成像光源可调可固定，用户可以根据实际需求调节光线亮度并固定光照亮度，用户还可以根据物体表面反光度和成像光源亮度，调节相机曝光参数，使相机成像更加清晰。
在一个实施例中，所述***还包括相机支架；所述相机支架安装在所述光源隔离箱内部，所述相机安装在所述相机支架上。
在一个实施例中，所述相机支架为位置可调的支架。
在一个实施例中，所述相机支架包括底座、固定杆、左右可移动的调节杆、固定圈，所述固定圈设置有轴线垂直的第一过孔和第二过孔；
所述固定杆固定安装在所述底座上，所述固定圈通过所述第一过孔套设在所述固定杆上，所述调节杆穿设于所述第二过孔中固定在所述固定圈上，所述相机安装在所述调节杆的一端。
在本实施例中，支架高度可调，左右可调，位置灵活，通过调节支架高度，可调整成像视野范围，解决形状大小不同物体无法完整成像问题。
在一个实施例中，所述成像光源安装于所述光源隔离箱的顶壁或侧壁上；
在一个实施例中，所述成像光源包括两个亮度可调的LED光源，所述LED光源的背部设置有磁铁；所述LED光源通过所述磁铁安装在所述光源隔离箱内部。
在本实施例中，成像光源亮度可调可固定，用户可以根据实际需求调节光线亮度并固定光照亮度，成像光源通过磁铁安装在光源隔离箱内部，安装简单，拆卸简单。
在一个实施例中，所述线结构光光源的光线焦距可调。
在一个实施例中，所述线结构光光源为均匀红线一字激光模组。
在本实施例中，线结构光光源的光线焦距可调，调整光线焦距使光束在表面尽可能细且均匀，这样成像结果准确性以及稳定性更高。而且，通过引入线结构光光源，可以帮助计算机定位目标区域，实现目标范围的信息提取，提高缺陷检测准确率。
本发明提供的视觉检测***包括，光源隔离箱、成像光源、相机、线结构光光源和计算机设备，所述成像光源、所述相机和所述线结构光光源均安装在所述光源隔离箱内部；所述相机与所述计算机设备连接；所述光源隔离箱用于隔离外部光线，形成视觉检测暗室；所述成像光源用于为所述相机提供拍摄光源；所述线结构光光源用于提供线性激光束；所述计算机设备用于根据所述相机拍摄的图像信息对目标物体进行质量检测；所述质量检测包括灰度检测和/或缺陷检测。在本实施例中，光源隔离箱排除了外界光线的干扰，成像光源为相机采集照片提供了稳定的光照，相机曝光固定，使得相机成像结果稳定性高、一致性好，进而使被测物体的检测结果更准确。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种视觉检测***示意图；
图2为本申请实施例提供的一种相机支架结构简图；
图3为本申请实施例提供的一种成像光源的结构简图；
图4为本申请实施例提供的一种线结构光光源结构简图。
附图标记说明：
1：光源隔离箱；
2：成像光源；
3：相机；
4：线结构光光源；
5：计算机设备；
6：相机支架；
7：目标被测物；
8：调节旋钮；
61：底座；
62：固定杆；
63：调节杆；
64：固定圈。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1为本申请实施例提供的一种视觉检测***示意图，本实施例提供的视觉检测***可以应用于生产线检测生产样品。如图1所示，该觉检测***包括：光源隔离箱1、成像光源2、相机3、线结构光光源4和计算机设备5，所述成像光源2、所述相机3和所述线结构光光源4均安装在所述光源隔离箱1内部；所述相机3与所述计算机设备5连接；所述光源隔离箱1用于隔离外部光线，形成视觉检测暗室；所述成像光源2用于为所述相机提供拍摄光源；所述线结构光光源4用于提供线性激光束；所述计算机设备5用于根据所述相机3拍摄的图像信息对目标物体进行质量检测；所述质量检测包括灰度检测和/或缺陷检测。
其中，光源隔离箱1用于排除外界光的干扰，光源隔离箱1可以是木质的，或者是遮光布，也可以是暗室，凡是可以起到遮光作用的材料均可以构成光源隔离箱，本申请实施例不做限制。可选地，光源隔离箱1还可以移动，用户可根据测试需求进行安装。成像光源2用于为相机采集照片提供充足亮度，可以是点光源，例如射灯、聚光灯，也可以是泛光源，例如吸顶灯、吊灯、光管，还可以是线光源，例如走珠灯，LED灯；若用户利用外置光源如吸顶灯作为成像光源2时，可以在光源隔离箱1外壳上侧、左右两侧进行开孔来保证光源隔离箱1内部亮度；若成像光源2为LED灯，则可以是环形光源、条型光源或线型光源；本实施例不做限制。线结构光光源4用于提供线性激光束，使得成像的物体表面缺陷更加明显，且能帮助计算机定位目标区域，例如使用波长650nm、功率100mw均匀红线一字激光模组，通过激光器打出的一字线在室内工作环境可达到12米，红线细且均匀，准确性以及稳定性非常高。
当用户要对物体进行灰度检测时，将目标物体放在光源隔离箱1内部的相机3下方，固定成像光源2的光照亮度，调节相机3对焦和曝光参数，然后用相机3拍照，相机3将照片传输给计算机设备5，计算机设备5通过相机3传输的照片分析检测被测物体灰度值是否满足标准；例如：将通过压力印标机(通过机械压力在目标表面印标记)在不同压力下印出的样品置于检测***中检测其灰度值，对同一样品进行多次测试，测试结果如表1，其测试结果准确性和一致性较高，灰度值相对误差均在+/-5％或绝对误差均在+/-5以内。
表1
示例性的，对于需要基于灰度结果实现参数控制的场景，用户将获取的灰度值的平均值和理想灰度值反馈至计算机设备，计算机调用智能算法即可计算出实现理想灰度效果的参数，若为压力印标机，则其理想参数为相对功率比，如表2所示。
表2
示例性的，当用户要对物体进行表面缺陷检测时，固定成像光源2的光照亮度，调节相机3对焦和曝光参数，打开线结构光光源4，调节其光线焦距，然后用相机3拍照，相机3将照片传输给计算机设备5，计算机设备5通过相机3传输的照片分析检测被测物体是否有缺陷，例如：将插头进行不同视角多次测试，结果为表2。试验结果表明，该设备对于插头表面缺陷检测可以得到较准确的效果。
表3
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
实际质量 无缺陷 无缺陷 无缺陷 无缺陷 有缺陷 有缺陷 有缺陷 有缺陷
检测结果 无缺陷 无缺陷 无缺陷 无缺陷 有缺陷 有缺陷 有缺陷 有缺陷
上述实施例中的视觉检测***包括光源隔离箱1、成像光源2、相机3、线结构光光源4和计算机设备5，所述成像光源2、所述相机3和所述线结构光光源4均安装在所述光源隔离箱1内部；所述相机3与所述计算机设备5连接；所述光源隔离箱1用于隔离外部光线，形成视觉检测暗室；所述成像光源2用于为所述相机提供拍摄光源；所述线结构光光源4用于提供线性激光束；所述计算机设备5用于根据所述相机3拍摄的图像信息对目标物体进行质量检测；所述质量检测包括灰度检测和/或缺陷检测。本实施例中，光源隔离箱排除了外界光线的干扰，成像光源为相机采集照片提供了稳定的光照，相机曝光固定，则相机成像结果稳定性高、一致性好，使得对被测物体的检测结果更准确。而且，通过引入线结构光光源4，可以帮助计算机定位目标区域，从而实现目标范围的信息提取，提高缺陷检测准确率。
在一个实施例中，所述成像光源2为亮度可调的光源。可选地，所述相机3为曝光参数可调的相机。
在本实施例中，成像光源2用于为相机采集照片提供充足亮度，隔绝外部光的影响，用户可以根据需求，对成像光源2亮度进行调节，可以通过调节开关进行控制成像光源2的亮度，调节开关可以是旋钮或按键，本实施例不做限制，成像光源2可调能够解决因物体表面不同而导致亮度差异过大问题。相机3可以是胶片相机、数码相机或者宝丽来相机，例如，使用曝光可调工业相机，支持黑白模式，感光尺寸1/2.7英寸，水平/垂直像素尺寸5.6μm*5.6μm，水平/垂直分辨率659px*494px，通信接口GIGE cameralink接口，曝光可调可固定；用户可以根据需求调节曝光参数，使得成像更加清晰。
图2为本申请实施例提供的一种相机支架结构简图，可选地，在一个实施例中，所述视觉检测***还包括相机支架6；所述相机支架6安装在所述光源隔离箱1内部，所述相机3安装在所述相机支架6上。进一步地，所述相机支架6为位置可调的支架。
在上述实施例中，相机支架6安装在光源隔离箱1内部，相机3安装在相机支架6上，可以通过相机支架6灵活调节相机3的位置，例如，用户可以根据实际需求上下、左右调节相机3的位置。
具体地，如图2所示，所述相机支架6包括底座61、固定杆62、左右可移动的调节杆63、固定圈64，所述固定圈设置有轴线垂直的第一过孔和第二过孔；所述固定杆62固定安装在所述底座61上，所述固定圈64通过所述第一过孔套设在所述固定杆上，所述调节杆63穿设于所述第二过孔中固定在所述固定圈64上，所述相机3安装在所述调节杆63的一端。
在本实施例中，底座61用于支撑相机支架6，可以是方形、圆形或其他形状。固定杆62安装在底座61上，固定圈64上设置有第一过孔641和第二过孔642，调节杆63通过固定圈64套设在固定杆62上；固定圈64、调节杆63和固定杆62相互配合，可以实现上下左右灵活调节相机位置，可快速调节也可微调，微调精度可以达到0.08mm；通过调节相机支架6，可调整成像视野范围，可以解决形状大小不同物体无法完整成像的问题。
在一个实施例中，所述成像光源2安装于所述光源隔离箱1的顶壁或侧壁上。如图3所示，所述成像光源2包括两个亮度可调的LED光源，所述LED光源的背部设置有磁铁；所述LED光源通过所述磁铁安装在所述光源隔离箱1内部。
在本实施例中，成像光源2可以通过螺丝、挂钩、卡扣等方式安装在光源隔离箱1的顶壁或侧壁上，例如可以在成像光源2背部装配磁铁，用户可根据需求将光源固定在顶壁或侧壁，成像光源2包括两个亮度可调的LED光源，每一个LED光源由若干个灯珠组成，用于增加光源隔离箱1内部亮度，隔绝外部光线的影响。亮度调节可以由调节开关进行控制，调节开关可以安装于LED光源侧边，也可以独立存在。根据用户需求，通过对成像光源2亮度进行调节，可以解决因物体表面不同而导致亮度差异过大问题。
图4为本申请实施例提供的一种线结构光光源结构简图，所述线结构光光源4的光线焦距可调，可选地，所述线结构光光源4为均匀红线一字激光模组。
在本实施例中，线结构光光源4提供线性激光束，其光线焦距可调节，线结构光光源4可以是均匀红线一字激光模组，发出“一”字形的激光，用户在检测过程中调节激光使其细且均匀；利用线结构光光源4检测物体表面缺陷，可以帮助计算机定位兴趣区域，从而实现目标范围的信息提取，提高缺陷检测准确率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种视觉检测***，其特征在于，包括：光源隔离箱、成像光源、相机、线结构光光源和计算机设备，所述成像光源、所述相机和所述线结构光光源均安装在所述光源隔离箱内部；所述相机与所述计算机设备连接；
所述光源隔离箱用于隔离外部光线，形成视觉检测暗室；
所述成像光源用于为所述相机提供拍摄光源；
所述线结构光光源用于提供线性激光束；
所述计算机设备用于根据所述相机拍摄的图像信息对目标物体进行质量检测；所述质量检测包括灰度检测和/或缺陷检测。
2.根据权利要求1所述的视觉检测***，其特征在于，所述成像光源为亮度可调的光源。
3.根据权利要求1或2所述的视觉检测***，其特征在于，所述相机为曝光参数可调的相机。
4.根据权利要求1或2所述的视觉检测***，其特征在于，所述***还包括相机支架；所述相机支架安装在所述光源隔离箱内部，所述相机安装在所述相机支架上。
5.根据权利要求4所述的视觉检测***，其特征在于，所述相机支架为位置可调的支架。
6.根据权利要求5所述的视觉检测***，其特征在于，所述相机支架包括底座、固定杆、左右可移动的调节杆、固定圈，所述固定圈设置有轴线垂直的第一过孔和第二过孔；
所述固定杆固定安装在所述底座上，所述固定圈通过所述第一过孔套设在所述固定杆上，所述调节杆穿设于所述第二过孔中固定在所述固定圈上，所述相机安装在所述调节杆的一端。
7.根据权利要求1所述的视觉检测***，其特征在于，所述成像光源安装于所述光源隔离箱的顶壁或侧壁上。
8.根据权利要求1所述的视觉检测***，其特征在于，所述成像光源包括两个亮度可调的LED光源，所述LED光源的背部设置有磁铁；所述LED光源通过所述磁铁安装在所述光源隔离箱内部。
9.根据权利要求1所述的视觉检测***，其特征在于，所述线结构光光源的光线焦距可调。
10.根据权利要求1所述的视觉检测***，其特征在于，所述线结构光光源为均匀红线一字激光模组。
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