CN110470218A - 一种球头销视觉检测***及球头销检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于机械生产技术领域，提供了一种球头销视觉检测***及球头销检测设备，球头销视觉检测***包括图像采集模块，用于采集球头销图像；输送模块，用于向图像采集模块的拍摄位置输送球头销；球头销经过第一感应模块时，第一感应模块产生感应信号；控制模块包括延时单元，用于控制图像采集模块采集图像；图像处理模块，用于根据预设模型对球头销图像进行处理，以判断所述球头销是否合格。本方案通过设置延时单元，使控制模块在球头销达到拍摄位置时再控制图像采集模块采集球头销图像，保证球头销能够完全在图像中显示出来，同时避免第一感应模块对球头销图像的影响，有效提高***对球头销采集的图像效果，进而提高产品的检测效果。
Description
技术领域
本发明属于机械生产技术领域，尤其涉及一种球头销视觉检测***及球头销检测设备。
背景技术
球头销是球头销在独立悬架***中被广泛采用，控制臂或推力杆常通过位于端部的球头销与其它部件相连。球头销的主要功能是实现车轮上下跳动和转向运动，可见是保证汽车操纵的稳定性，行驶的平顺性、舒适性、安全性及使汽车正确、准确行驶的关键零部件。因此球头销在球头销生产下线后的质量检测极其重要。
现有的视觉检测技术用于产品检测时，一般是通过传感器探测产品的位置，然后利用传感器探测产品产生的信号触发相机工作，从而对产品进行图像采集。
但是，现有的产品视觉检测***对产品采集的图像效果差，进而影响产品的检测效果。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种球头销视觉检测***，旨在解决现有的产品视觉检测***对产品采集的图像效果差，进而影响产品的检测效果的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种球头销视觉检测***，包括：
图像采集模块，用于采集球头销图像；
输送模块，用于向图像采集模块的拍摄位置输送球头销；
第一感应模块，设置于球头销被输送至所述拍摄位置之前的指定位置，当球头销经过所述第一感应模块时，所述第一感应模块产生感应信号；
控制模块，所述控制模块包括延时单元，当所述控制模块接收到所述感应信号时，控制所述延时单元开始计时，计时预设时间后，控制所述图像采集模块进行所述球头销图像的采集，其中，所述预设时间为所述球头销从经过所述第一感应模块到到达所述拍摄位置的间隔时间；
图像处理模块，用于根据预设模型对所述球头销图像进行处理，以判断所述球头销是否合格。
本发明实施例的另一目的在于提供一种球头销检测设备，球头销检测设备中设置有上述的一种球头销视觉检测***。
本发明实施例提供的一种球头销视觉检测***，通过设置延时单元，使控制模块在球头销经图像采集模块的拍摄位置时再控制图像采集模块采集球头销图像，保证了球头销能够完全在图像中显示出来，同时避免了第一感应模块对球头销图像的影响，有效提高***对球头销的采集的图像的效果，进而提高产品的检测效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种球头销视觉检测***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种球头销定位单元结构示意图；
图3为球头销定位单元的侧视图；
图4为球头销与球头销定位单元的配合关系结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种设置数据采集模块的球头销视觉检测***；
图6为本发明实施例提供的一种补光模块的球头销视觉检测***；
附图中：1、图像采集模块；2、第一感应模块；3、球头销；4、输送模块；5、数据采集模块；6、补光模块；7、球头销定位单元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种球头销视觉检测***的结构示意图，包括：
图像采集模块1，用于采集球头销图像；
输送模块4，用于向图像采集模块1的拍摄位置输送球头销3；
第一感应模块2，设置于球头销3被输送至所述拍摄位置之前的指定位置，当球头销3经过所述第一感应模块2时，所述第一感应模块2产生感应信号；
控制模块，所述控制模块包括延时单元，当所述控制模块接收到所述感应信号时，控制所述延时单元开始计时，计时预设时间后，控制所述图像采集模块1进行所述球头销图像的采集，其中，所述预设时间为所述球头销从经过所述第一感应模块到到达所述拍摄位置的间隔时间；
图像处理模块，用于根据预设模型对所述球头销图像进行处理，以判断所述球头销3是否合格。
在本发明实施例中，图像采集模块可以是相机或者设置有摄像头的电子设备，本实施例不做限制，以相机为例说明，优选的，采用面阵相机，面阵相机实现的是像素矩阵拍摄，其可以在短时间内曝光，拍动态的物体能够在短时间内成像。图像采集模块1采集的球头销图像发送至图像处理模块。
在本发明实施例中，输送模块4用于将球头销3向图像采集模块1的拍摄位置输送。拍摄位置位于图像采集模块1的视野内。优选的，拍摄位置设置于图像采集模块1的视野中心位置，球头销3被输送到拍摄位置是指球头销3的中心位于图像采集模块1的视野中心位置，球头销3的中心指球头销3的轴心位置或者球头销3长度方向的中间位置，取决于球头销3在输送模块4上的放置状态。输送模块4可以是传送带运输，但不限于此。当球头销3被传送带运输时，输送模块4包括驱动单元、主动轴、从动轴以及传送带，传送带上间隔设置有球头销定位单元7，球头销定位单元7用于固定球头销3在所述传送带上的位置，如图3所示，为本发明实施例提供的一种球头销定位单元结构示意图，包括第一定位块和第二定位块，第一定位块和第二定位块固定设置于传送带上，且第一定位块和第二定位块垂直于球头销轴向的尺寸小于球头销上与定位块接触处的直径，如图4所示，以保证所述图像采集模块1采集的图像的最外轮廓与球头销3的最外轮廓一致，便于处理，以准确检测球头销3的质量。
在本发明实施例中，第一感应模块2可以是接近传感器，球头销3经过接近传感器时可以产生感应信号。其中第一感应模块2设置在指定位置，指定位置是指球头销在到达拍摄位置之前的运输过程中经过的一个预设的位置。优选的，该预设的指定位置位于图像采集模块1的视野之外，有效避免第一感应模块进入拍摄视野之内对球头销拍摄造成的影响。
在本发明一个实施例中，控制模块可以是控制电路板，控制电路板中可以设置控制器和延时继电器，控制器接收感应信号后控制延时继电器启动延时，延时结束后，控制器接收延时继电器的反馈信号然后控制图像采集模块采集球头销图像。
在另一个实施例中，控制模块还可以是设置有控制程序的控制器，所述控制程序中可以设置延时程序实现延时，控制器接收感应信号后，控制器中的处理单元执行所述控制程序，处理单元执行到延时程序实现延时，延时结束后，控制器控制图像采集模块采集球头销图像。
在本发明实施例中，预设时间可以根据传送带的运行速度以及第一感应模块2和图像采集模块1的拍摄位置之间的距离计算得出，其中第一感应模块2设置于指定位置，指定位置为预先设定。以图像采集模块1为相机举例说明，控制模块可以通过向图像采集卡发送触发信号，图像采集卡控制相机采集球头销图像。
在本发明实施例中，图像处理模块为存储有预设模型的计算机设备，计算机设备中设置有处理器和存储器，含有预设模型的处理程序存储与存储器中，计算机设备中的处理器通过处理存储器中的预设模型程序使其运行，所述预设模型包括Hough变换，所述Hough变换模型用于确定所述球头销图像中球头销轮廓中的直线部分。Hough变换是一种使用表决原理的参数估计技术。其原理是利用图像空间和Hough参数空间的点线对偶性，把图像空间中的检测问题转换到参数空间，即图像空间中共线的点对应在参数空间里相交的线，且在参数空间中相交于同一点的所有直线在图像空间里都有共线的点与之对应的特点，在图像空间中的直线检测问题转换到参数空间中对点的检测问题，并通过在参数空间里进行简单的累加统计完成检测任务。通过Hough变换可以确定球头销图像轮廓中的直线部分，然后再确定直线部分的两个端点，并在坐标系中采用欧式距离度量所述两个端点之间的距离，从而得到球头销的直线尺寸。例如通过邻近搜寻算法可以确定直线部分的两个端点，但不限于此。在对球头销图像进行Hough变换确定球头销图像轮廓中的直线部分之前还可以对球头销图像进行滤波、去燥、锐化、增强等预处理，以便于准确确定球头销图像轮廓中的直线部分，提高图像处理精度，例如利用Sobel、Canny等边缘检测算子、以及膨胀、腐蚀等形态学处理方案，可完成球头销图像的边缘检测和噪声滤波等功能。
本发明实施例提供的一种球头销检测***，通过设置延时单元，使控制模块在球头销经图像采集模块1的拍摄位置时再控制图像采集模块1采集球头销图像，保证了球头销3能够完全在图像中显示出来，同时避免了第一感应模块2对球头销图像的影响，有效提高***对球头销3的采集图像的效果，进而提高产品的检测效果。
本发明提供的另一实施例中，球头销视觉检测***还包括：
数据采集模块5，用于采集球头销的振动位移数据。
在本发明实施例中，数据采集模块5包括第二感应模块，优选的，第二感应模块可以为位移传感器，但不限于此。球头销的震动位移数据为输送模块4在带动球头销运行过程中，球头销由于振动而产生的位移。在高速的在线检测过程中，输送模块4带动球头销运动，球头销和输送模块表面，例如传送带表面，会产生震动，可以将该振动分解为垂直于球头销运动方向的上下振动，以及沿球头销运动方向的前后振动。垂直于球头销运动方向的上下振动会引起光学成像***中物距的变化，改变成像***中的放大倍率，从而会带来尺寸的测量误差。沿球头销运动方向的前后振动是指在线检测过程中输送模块4以一定速度运行，导致工件与输送模块4之间产生相对运动。在线检测过程中的运动模糊会导致图像模糊，直接影响图像的清晰度，造成球头销表面特征的分辨困难，而且运动模糊匀使得图像的边缘扩大，影响尺寸的测量精度。
在本发明实施例中，图像处理模块还用于根据所述球头销振动位移数据对所述球头销图像进行振动误差补偿处理。垂直于球头销运动方向的上下振动误差补偿可以通过下述过程处理：
对球头销进行在线尺寸检测，首先建立图像像素与实际尺寸之间的对应关系。然后利用已知尺寸为L的球头销进行静态标定，确定成像放大倍率。光学***放大倍率为β，相机像素尺寸为K。通过处理球头销图像获得球头销在图像上所占像素个数N。则放大倍率为：
β＝K*N/L
不改变在线图像采集模块1参数对球头销3进行在线尺寸检测，不考虑垂直于球头销运动方向的上下振动误差补偿，图像上球头销所占像素个数N1，设目标球头销尺寸检测值为L1，由上面公式得到L1为：
L1＝N1*K/β
在线尺寸检测过程中对球头销尺寸进行垂直于球头销运动方向的上下振动误差补偿，在不改变焦距的条件下，由光学高斯公式计算放大倍率β1为：
其中δ为振动位移，β为静态标定时的放大倍率，由β和焦距计算得到静态标定时的光学成像***物距μ。
考虑垂直于球头销运动方向的上下振动因素对尺寸测量精度的影响，根据上面公式补偿由振动对检测尺寸带来的误差，故补偿后的尺寸检测值L2为：
L2＝K*N1/β1
其中N1为在线检测时球头销在图像上所占像素个数。
通过对垂直于球头销运动方向的上下振动位移的在线测量实时修正光学***放大倍率，补偿由上下振动所带来的尺寸检测误差，提高尺寸检测精度。
沿球头销运动方向的前后振动误差补偿可以通过下述过程处理：当输送模块4的速度v一定时，图像采集模块1曝光时间为t，则球头销相对成像***的运动模糊值为：
x＝vtβ
在v、β确定的情况下，x受t的影响。在实际应用时，只要是在线检测，由于速度的存在，运动模糊就不能被消除，所以只能控制运动模糊，将其缩小至不影响尺寸测量精度即可。常用的方法就是利用减小曝光时间控制运动模糊值，有利于减小在线检测中速度因素和前后振动对尺寸测量值带来的影响。但是运动模糊的减小需要以减小曝光时间为代价，曝光时间的减小又会使得图像亮度不足，难以辨认，此时需要靠高亮度的光源和大通光孔径来弥补光源不足，高亮度的光源会增加检测成本，而且高亮度的光源发热量较大，不利于长期工作。大通光孔径会造成镜头景深的减小。所以需要在减小曝光时间、通光孔径大小控制、光源亮度调节三者之间综合考虑，实现运动模糊的控制。
在本发明实施例中，第二感应模块设置于所述拍摄位置的边缘处，用于对球头销的边缘位置进行探测。同时，第二感应模块与控制模块连接，在控制模块中延时单元计时预设时间后，控制模块同时控制图像采集模块1采集球头销图像以及控制第二感应模块对球头销的边缘位置进行探测，以采集球头销的振动位移数据。例如，第二感应模块为位移传感器，位移传感器采集的球头销的振动位移数据通过数据采集卡传递至图像处理模块，同时数据采集卡接收控制模块发出的触发信号后控制位移传感器工作。
本发明实施例提供的一种球头销视觉检测***，通过设置数据采集模块5采集球头销的振动位移数据，然后通过图像处理模块根据球头销的振动位移数据对球头销图像进行振动误差补偿处理，减小了振动对图像轮廓的影响，提高球头销视觉检测***对球头销尺寸的检测精度。
本发明提供的另一实施例中，球头销视觉检测***还包括：
补光模块6，用于使球头销的阴影区域曝光。
在本发明实施例中，补光模块6与控制模块连接，在控制模块中延时单元计时预设时间后，控制模块同时控制图像采集模块1采集球头销图像以及补光模块6对球头销的阴影区域进行曝光，以提高采集的球头销图像的质量。其中补光模块6可以是闪光灯，但不限于此，其数量可以是一个或多个，本发明实施例不做限制。且补光模块6的光线方向投向图像采集模块1的视野内的拍摄位置。
本发明实施例提供的一种球头销视觉检测***，通过设置补光模块6，可以使球头销的阴影区域曝光，提高采集的球头销图像效果。同时通过将补光模块6与控制模块连接，控制模块可以控制图像采集模块1和补光模块6同时启动，保证图像效果的同时又可以避免补光模块6在图像采集模块1不启动时处于常亮状态，浪费能源。
本发明上述实施例提供的球头销视觉检测***的工作原理：将生产出来的球头销3放置在输送模块4上，输送模块4带动球头销3向拍摄位置运动，当球头销3经过第一感应模块2，第一感应模块2产生感应信号。控制模块接收到感应信号时，控制延时单元开始计时，计时预设时间后，球头销3被输送至拍摄位置，控制模块同时向图像采集模块1、数据采集模块5以及补光模块6发送触发信号，以控制图像采集模块采集球头销图像，同时补光模块对球头销的阴影区域曝光以及数据采集模块中第二感应模块球头销的振动位移，以采集球头销的振动位移数据。然后图像处理模块接收球头销的振动位移数据以及球头销图像进行处理，以检测球头销的直线尺寸并判断该球头销是否合格，从而完成球头销的检测工作。
本发明方案通过设置延时单元，使控制模块在球头销经图像采集模块的拍摄位置时再控制图像采集模块采集球头销图像，保证了球头销3能够完全在图像中显示出来，同时避免了第一感应模块2对球头销图像的影响，有效提高***对球头销3的采集图像的效果，进而提高产品的检测效果；并且通过设置数据采集模块5采集球头销的振动位移数据，并通过图像处理模块根据球头销的振动位移数据对球头销图像进行振动位移误差补偿，进一步提高本申请方案对球头销的检测精度，提高***对球头销的检测效果。
本发明实施例还提供一种球头销检测设备，球头销检测设备中设置有上述的球头销视觉检测***。
在本发明实施例中，球头销生产后经过球头销检测设备进行球头销的各项参数检测，其中设置的所述球头销视觉检测***可以对球头销的直线尺寸进行检测。所述球头销检查设备中还可以设置对球头销球头部分的圆度以及球头销螺纹部分的螺纹参数等检测***，但不限于此，本发明实施例对球头销球头部分的圆度、以及球头销螺纹部分的螺纹参数的检测***的结构不做限制。
本发明实施例提供的一种球头销检测设备，该设备可用于球头销的生产线中对球头销进行自动化检测，提高了对球头销的检测精度，保证球头销下线的产品质量；同时利用球头销检测设备通过实现对球头销的自动化检测，可以减少人力，提高球头销生产线的生产效率，降低球头销的生产成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种球头销视觉检测***，其特征在于，所述***包括：
图像采集模块，用于采集球头销图像；
输送模块，用于向图像采集模块的拍摄位置输送球头销；
第一感应模块，设置于球头销被输送至所述拍摄位置之前的指定位置，当球头销经过所述第一感应模块时，所述第一感应模块产生感应信号；
控制模块，所述控制模块包括延时单元，当所述控制模块接收到所述感应信号时，控制所述延时单元开始计时，计时预设时间后，控制所述图像采集模块进行所述球头销图像的采集，其中，所述预设时间为所述球头销从经过所述第一感应模块到到达所述拍摄位置的间隔时间；
图像处理模块，用于根据预设模型对所述球头销图像进行处理，以判断所述球头销是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种球头销视觉检测***，其特征在于，所述***还包括：
数据采集模块，用于采集球头销的振动位移数据。
3.根据权利要求2所述的一种球头销视觉检测***，其特征在于，所述数据采集模块包括：
第二感应模块，用于感应所述球头销的振动位移；
所述第二感应模块与所述控制模块连接，所述计时预设时间后，所述控制模块还控制所述第二感应模块感应所述球头销的振动位移。
4.根据权利要求3所述的一种球头销视觉检测***，其特征在于，所述第二感应模块设置于所述拍摄位置的边缘处，用于对球头销的边缘位置进行探测。
5.根据权利要求2所述的一种球头销视觉检测***，其特征在于，所述图像处理模块还用于根据所述球头销振动位移数据对所述球头销图像进行振动误差补偿处理。
6.根据权利要求1所述的一种球头销视觉检测***，其特征在于，所述***还包括：
补光模块，用于使球头销的阴影区域曝光。
7.根据权利要求6所述的一种球头销视觉检测***，其特征在于，所述补光模块与所述控制模块连接，所述计时预设时间后，所述控制模块控制所述补光模块对所述球头销的阴影区域曝光。
8.根据权利要求1所述的一种球头销视觉检测***，其特征在于，所述输送模块包括驱动单元、主动轴、从动轴以及传送带，所述传送带上间隔设置有球头销定位单元，所述球头销定位单元用于固定球头销在所述传送带上的位置。
9.根据权利要求1所述的一种球头销视觉检测***，其特征在于，所述预设模型包括Hough变换模型，所述Hough变换模型用于确定所述球头销图像中球头销轮廓中的直线部分。
10.一种球头销检测设备，其特征在于，所述球头销检测设备中设置有权利要求1～9任一权利要求所述的一种球头销视觉检测***。
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