CN111521609A - 一种同时控制图像采集装置和打光装置的***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种同时控制图像采集装置和打光装置的***及方法，对图像采集装置和打光装置的一体化控制，第一路电平信号和第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，打光装置执行一种打光模式，图像采集装置采一次或多次图像。图像采集与打光控制之间的相互协调响应速度更快，完全同步控制，实现了打光装置高频控制时的更高精度的打光控制和图像采集，可显著提升机图像采集质量，而且，由于耦合放大模块放大第二路电平信号、将放大后的第二路电平信号和驱动模块的驱动信号耦合后，对打光装置进行驱动和控制，不但在高频开合控制下，打光装置的驱动控制结构更加稳定、可靠，而且进一步提升了精度。

Description

一种同时控制图像采集装置和打光装置的***及方法
技术领域
本发明涉及表面检测技术领域，具体而言，涉及一种同时控制图像采集装置和打光装置的***及方法。
背景技术
随着技术的发展，机器视觉检测在工件表面质量检测领域得到越来越多的应用。在机器视觉检测***中，图像采集装置和光源是两种重要的组成部分，图像采集装置用于采集工件表面图像，光源用于提供照明使图像采集设备获得清晰的高质量图像。图像采集装置和光源各自自身的缺陷，以及二者的配合协调上的技术手段的缺陷，均能影响机器视觉检测***的性能，例如准确度、效率等。
现有技术中，图像采集装置和光源各自独立设置和独立控制，外界光线、设施等容易对视觉检测***形成干扰，影响了图像采集质量。对于采用LED光源时的高频控制，例如1KHZ-20KHZ下的高频开合控制时，图像采集与打光控制之间的相互协调响应速度慢、同步性差，影响了图像采集质量。
此外，现有技术还存在其它缺陷，例如有的光源作用于被检测物体表面的亮度低，难以提取高质量图像，例如有的光源只能满足图像采集设备进行单一角度或小范围区域的检测，难以实现多角度的立体检测。随着技术的进一步发展，虽然出现了一些聚光光源，例如将多个灯珠固定在半球形的壳体上，但改进后的技术仍然存在缺陷，例如，聚光效果差；仅能通过聚光提升某一区域的亮度，还是难以实现多角度的立体检测；一个或多个特定点或特定面积区域亮度很高、其它区域亮度不足导致亮度变化较大，难以用于较大面积的产品的高质量视觉检测；柔性差，部分灯珠损坏会导致整个光源性能显著降低，灯珠一旦安装后续难以拆装调整；半球形的壳体上的灯珠容易发热，因结构、形状的制约，难以设置简单、可靠的散热结构。
以及，现有技术中还存在聚光形光源能够检测的性能种类较少，工件的许多种类的表面质量使用聚光形光源时难以检测。因此，目前急需一种能够实现多角度立体检测，且打光效果好、更易于维护调整、且适用于更多种类性能检测的光源。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种同时控制图像采集装置和打光装置的***及方法，其能够解决前述技术问题中的至少一个，具体技术方案如下所示：
一种同时控制图像采集装置和打光装置的***，应用于对运动物体进行表面图像采集，包括：
受控模块，所述受控模块包括图像采集装置和打光装置，所述打光装置包括多个条形发光组件，所述条形发光组件包括多个LED灯珠；
上位机和处理模块，所述上位机用于将上位控制指令发送给所述处理模块，以及接收所述处理模块反馈的图像采集信息，所述处理模块的输出端具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端输出针对所述图像采集装置的第一路电平信号，所述第二输出端输出针对所述打光装置的第二路电平信号，所述第一路电平信号和所述第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，所述打光装置执行一种打光模式，所述图像采集装置采一次或多次图像；
耦合放大模块和驱动模块，所述耦合放大模块用于放大第二路电平信号，以及将放大后的所述第二路电平信号和所述驱动模块的驱动信号耦合后，对所述打光装置进行驱动和控制。
在一个具体的实施例中，还包括隔离电源模块，所述隔离电源模块包括输入单元、储能单元和多个隔离子电源，所述输入单元用于连接外部电源，所述储能单元的输入端连接所述输入单元，所述储能单元的输出端连接多个所述隔离子电源，各所述隔离子电源与所述图像采集装置、所述打光装置、所述处理模块、所述耦合放大模块和所述驱动模块分别对应连接以提供适合的电源。
在一个具体的实施例中，所述驱动模块包括滤波模块、吸收模块、泄放模块和输出端子，所述滤波模块用于将驱动信号按照预设的驱动要求进行整形、并经所述输出端子传入到耦合放大模块，所述吸收模块、所述泄放模块设置在所述滤波模块和所述输出端子之间，且所述吸收模块、所述泄放模块和所述输出端子形成轮流工作的回路，所述驱动模块导通的时所述吸收模块工作，所述驱动模块开路时所述泄放模块工作。
在一个具体的实施例中，所述耦合放大模块包括信号放大单元、开关单元和检测单元，所述放大单元用于放大第二路电平信号，所述开关单元用于在放大后的第二路电平信号的控制下对所述驱动模块的信号进行耦合，形成直接作用于所述打光装置的高频驱动电压；
所述检测单元设置在所述打光装置和所述滤波模块之间，并用于检测所述打光装置的工作电压后反馈给所述处理模块。
在一个具体的实施例中，所述弱电型的电平信号包括不大于5V的电平信号，优选包括5V和/或3.3V的电平信号；
和/或，所述驱动模块输出的信号包括不小于12V的电平信号，优选包括12V、24V、60V中的一种或多种电平信号。
在一个具体的实施例中，包括控制箱，所述控制箱内叠放有多个分散的电路板，用于分布设置所述处理模块、所述耦合放大模块、所述驱动模块和所述隔离电源模块。
在一个具体的实施例中，还包括机架，所述图像采集装置和所述打光装置设置在所述机架上；所述打光装置包括多个条形发光组件，每个所述条形发光组件上设置有多个所述LED灯珠，条形发光组件发射漫射光和直射光，多个条形发光组件的长度方向朝向被检测物体的运动方向，且多个条形发光组件分组排列以形成中部发光段和至少一个侧部发光段，所述侧部发光段位于所述中部发光段的旁侧；
在所述中部发光段中，多个条形发光组件围绕被检测物体的运动方向间隔设置、且使所述中部发光段呈弧形，多个条形发光组件的直射光的汇聚处为多个以形成多个聚光区域，多个聚光区域与漫射光重叠共同形成中部立体聚光场；
在所述侧部发光段中，多个条形发光组件围绕被检测物体的运动方向间隔设置、使所述侧部发光段成弧形，多个条形发光组件的直射光的汇聚处为多个以形成多个聚光区域，多个聚光区域与漫射光重叠共同形成侧部立体聚光场，且多个条形发光组件远离所述中部发光段的一端向下倾斜，使所述侧部立体聚光场的至少一部分与所述中部立体聚光场重叠；
优选地，在所述中部发光段中，从第一个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第一个聚光区域，从第二个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第二个聚光区域，以此类推形成多个聚光区域，这些聚光区域分布在不同的位置，并与漫射光重叠共同形成中部立体聚光场；和/或，在所述侧部发光段中，从第一个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第一个聚光区域，从第二个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第二个聚光区域，以此类推形成多个聚光区域，这些聚光区域分布在不同的位置，并与漫射光重叠共同形成侧部立体聚光场；
优选地，所述侧部发光段的数量为两个，分别是左侧部发光段和右侧部发光段，所述左侧部发光段和所述右侧部发光段分布在所述中部发光段的两侧；
优选地，所述图像采集装置设置在所述打光装置的上方，所述中部发光段的顶部中央的两个条形发光组件之间具有条形间隙，所述中部发光段的其它条形发光组件分布在所述条形间隙的两侧；
所述图像采集装置包括线性图像采集相机，所述线性图像采集相机正对所述条形间隙，所述线性图像采集相机的图像扫描方向为线性且基本垂直于被检测物体的运动方向；
优选地，所述图像采集装置与所述打光装置之间设置有隔板，所述隔板在与所述条形间隙正对的区域具有条形通孔，所述线性图像采集相机正对所述条形通孔；进一步优选，所述机架的底部设置有底框，所述底框露出所述打光装置的发光区域、遮住非发光区域；
优选地，所述打光装置还包括光源支架组件，所述光源支架组件安装在所述机架上，所述中部发光段中的条形发光组件和所述侧部发光段中的条形发光组件分别可拆卸地安装在所述光源支架组件上；
优选地，所述机架上设置有集成化电路接口组件，所述集成化电路接口组件的一端接口为露出所述机架的快插接口，另一端接口具有多个接线单元且分别连接对应的条形发光组件；
优选地，各条形发光组件包括灯条，所述灯条呈条形结构，所述灯条的正面阵列有多个所述LED灯珠；
所述灯条的背面配置有散热装置，所述散热装置包括导热基板和多个散热片，所述导热基板连接在所述灯条的背面，多个所述散热片连接所述导热基板，且多个所述散热片之间具有间隙；
所述条形发光组件还包括位于所述灯条的正前方的条形聚光透镜；
优选地，条形发光组件还包括夹板组件，所述夹板组件包括多个板体，多个所述板体之间形成用于安装所述灯条的夹持空间，多个所述板体中的其中一部分上具有用于安装所述灯条的安装结构，多个所述板体延伸到所述灯条前方的四周区域且在所述灯条的正前方形成出光口，所述条形聚光透镜固定在一部分所述板体上，优选地，延伸到所述灯条前方的四周区域的所述板体上设置多个有栅格孔；或者，条形发光组件还包括支撑侧板，所述灯条和所述聚光透镜分别安装在所述支撑侧板上；
优选地，所述光源支架组件包括挂架和弧形基板，在所述中部发光段，各条形发光组件间隔地、可拆卸地安装在两个所述弧形基板之间；在所述侧部发光段，条形发光组件间隔地、可拆卸地安装在一个所述弧形基板的背离所述条形发光组件的一侧。
在一个具体的实施例中，所述图像采集装置通过多级可调整平台安装在机架上；
优选地，所述多级可调整平台包括第一旋转平台、第二旋转平台和XY轴双层角位移平台，所述第一旋转平台的旋转部通过第一转接架连接所述图像采集装置，所述第一旋转平台的固定部连接所述XY轴双层角位移平台的顶部，所述第一旋转平台的旋转部的旋转面为水平面，所述第二旋转平台的固定部固定连接所述机架，所述第二旋转平台的旋转部的旋转面与水平面垂直，所述XY轴双层角位移平台的底部通过第二转接架连接所述第二旋转平台的旋转部；
优选地，所述多级可调整平台包括第一旋转平台和XY轴双层角位移平台，所述第一旋转平台的旋转部通过第一转接架连接所述图像采集装置，所述第一旋转平台的固定部连接所述XY轴双层角位移平台的顶部，所述第一旋转平台的旋转部的旋转面为水平面，所述XY轴双层角位移平台的底部通过第二转接架连接所述机架。
一种同时控制图像采集装置和打光装置的方法，利用前述任一实施例所述的控制***，进行以下处理：
由所述上位机生成上位控制指令发送给所述处理模块；
所述处理模块的所述第一输出端输出针对所述图像采集装置的第一路电平信号，所述处理模块的所述第二输出端输出针对所述打光装置的第二路电平信号，所述第一路电平信号和所述第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，所述打光装置执行一种打光模式，所述图像采集装置采一次或多次图像；
所述耦合放大模块放大第二路电平信号，以及将放大后的所述第二路电平信号和所述驱动模块的驱动信号耦合后，对所述打光装置进行驱动和控制。
在一个具体的实施例中，在工件运动的过程中，所述图像采集装置对工件做线性扫描，所述处理模块从所述图像采集装置采集线性图像信号后发送给所述上位机，拼接成完整的工件表面图像。
本发明至少具有以下有益效果：
根据本发明的方案，通过处理模块实现对图像采集装置和打光装置的一体化控制，图像采集与打光控制之间的相互协调响应速度更快。第一路电平信号和第二路电平信号具有相同的时序和相位，因而能完全同步控制，实现了打光装置高频控制时的更高精度的打光控制和图像采集，可显著提升机器视觉检测***的性能，尤其是提升图像采集质量。该***尤其适用于例如1KHZ-20KHZ下的高频开合控制时的针对运动物体的表面图像检测。在一个控制周期内，打光装置执行一种打光模式，图像采集装置采一次或多次图像，进一步提升了控制精度。
而且，由于耦合放大模块放大第二路电平信号、将放大后的第二路电平信号和驱动模块的驱动信号耦合后，对打光装置进行驱动和控制，不但在高频开合控制下，打光装置的驱动控制结构更加稳定、可靠，而且进一步提升了精度。
进一步地，图像采集装置和打光装置设置在机架上，形成了一体化模组结构，不但能够提高设备的安装效率、减少调试、降低故障率，还能够减小外界光线、设施等对视觉检测***的干扰，有助于提升图像采集质量。而且，打光装置包括多个条形发光组件，发光组件的方向一致性更好，受光面积更大，在搭建光源时操作者不再需要逐一安装单个灯珠，一次调整灯条可使得灯条上多个LED灯珠的方位角度都被调整，也不需要为了实现聚光效果而对每个灯珠的角度进行一一调整，进一步提升了设备的安装效率，而且设备柔性更好，部分灯珠损坏不会导致整个光源性能显著降低，各模组易于拆装调整，既便于更换，也使得产品可以根据目标参数迅速调整数量、角度。
进一步地，多个条形发光组件的长度方向朝向被检测物体的运动方向，且多个条形发光组件分组排列，以形成中部发光段和至少一个侧部发光段，侧部发光段位于中部发光段的旁侧。在中部发光段中，多个条形发光组件围绕被检测物体的运动方向间隔设置、使中部发光段呈弧形，多个条形发光组件的光线汇聚形成中部受光面，受光面的延伸方向与被检测物体的运动方向一致；在侧部发光段中，多个条形发光组件围绕被检测物体的运动方向间隔设置、使侧部发光段成弧形，多个条形发光组件的光线汇聚形成侧部受光面，且多个条形发光组件远离中部发光段的一端向下倾斜，使侧部受光面的至少一部分与中部受光面重叠。条形发光组件发射漫射光和直射光，中部受光面和侧部受光面上各点由漫射光和直射光重叠形成。
由此，不但能够显著提升检测区域的亮度，而且能够将光线汇集到更大面积的检测区域，使得其适用于小面积的高精度检测、也使用大面积的高精度检测。而且既适用于明场检测，也适用于暗场检测，使得对于被检测工件的多个表面或非平面形外表均具有足够亮度的光线照射，进而能够以更少的检测台实现更多种类的表面检测，如长宽高、伤痕、污染物、平面度等等。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是实施例1中控制***的示意图；
图2是实施例1中处理模块的示意图；
图3是实施例1中耦合放大模块的示意图；
图4是实施例1中驱动模块的示意图；
图5是实施例1中隔离电源的示意图；
图6是实施例2中控制***的第一立体结构图；
图7是实施例2中受控模块的第二立体结构图；
图8是实施例2中受控模块的第三立体结构图；
图9是实施例2中打光装置的立体图；
图10是实施例2中打光装置的侧视图；
图11是图10中聚光区域的局部放大图；
图12是实施例2中条形发光组件的立体图；
图13是实施例2中条形发光组件的***图；
图14是实施例2中灯条的示意图；
图15是实施例2中图像采集装置的示意图；
图16是实施例2中XY轴双层角位移平台的立体图；
图17是实施例2中下层角位移平台的***图；
图18是实施例2中第二旋转平台的立体图；
图19是实施例2中第一旋转平台的立体图；
图20是实施例2中第二旋转平台的***图；
图21是实施例3中受控模块的立体图；
图22是实施例3中条形发光组件的立体图。
主要元件符号说明：
1-外罩；2-隔板；3-条形发光组件；4-图像采集装置；5-外部缆线；7-直射光；8-条形通孔；9-第一转接架；10-XY轴双层角位移平台；11-第二旋转平台；12-线性扫描视场；13-第一旋转平台；101-上层角位移平台；102-下层角位移平台；103、105-挡块；104、106-微分调节头；107-锁紧装置；108-弧形配合面；109-长孔；1021-活动台；1022-底座；1101-旋转台；1102-旋转圈；1103-底座；1104-锁止装置；1105-调节螺丝；1106-微分调节头；31-夹板组件；32-散热装置；321-导热基板；322-散热片；33-栅格孔；34-灯条；35-条形聚光透镜；341-灯珠；21-聚光区域；22-第二转接架；23-竖架；24-横架。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种同时控制图像采集装置和打光装置的***，应用于对运动物体进行表面图像采集，该***包括受控模块K1、上位机K2、处理模块K3、耦合放大模块K4、驱动模块K5和隔离电源模块K6。
其中，受控模块K1包括图像采集装置和打光装置，打光装置包括多个条形发光组件，条形发光组件包括多个LED灯珠。
其中，上位机K2用于将上位控制指令发送给处理模块K3，以及接收处理模块K3反馈的图像采集信息。示例性地，上位机K2为工控机等上位控制设备，其具备通信、计算、人机交互等单元，其通过通信端口K31与处理模块K3进行信息交互，双向传递信息。
其中，如图2所示，处理模块K3可包括集成电路K35、通信端口K31、处理器、输出端和电源端口K31等，集成电路K35可为PCB电路板，通信端口K31、处理器、输出端和电源端口K31等设置在集成电路K35上，通信端口K31与上位机K2进行通信。示例性地，处理器可为单片机K34。
本实施例中，处理模块K3的输出端具有第一输出端K32和第二输出端K33，第一输出端K32输出针对图像采集装置的第一路电平信号，第二输出端K33输出针对打光装置的第二路电平信号。其中，第一路电平信号、第二路电平信号为弱电型的信号，例如3.3V或5V。
本实施例中，第一路电平信号和第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，打光装置执行一种打光模式，图像采集装置采一次或多次图像。其中，上位机K2的控制模型中具有多种打光模式，并按照控制周期动态传输给处理模块K3，在一个控制周期中打光装置执行一种打光模式，在多个控制周期中打光装置可执行多种打光模式。
其中，耦合放大模块K4用于放大第二路电平信号，即对第二路电平信号的信号强度进行提升，例如采用运算放大器对电压进行提升，以提升其驱动能力。耦合放大模块K4还用于将放大后的第二路电平信号和驱动模块K5的驱动信号耦合后，对打光装置进行驱动和控制，其具体耦合结构和耦合方法在本实施后续部分进一步介绍。
如图3所示，耦合放大模块K4包括信号放大单元K41、开关单元K42和检测单元K43。放大单元K41用于放大第二路电平信号，例如放大单元K41至少包括运算放大器，运算放大器的输入端连接处理模块K3的第二输出端K33，进而对第二路电平信号进行信号放大。开关单元K42用于在放大后的第二路电平信号的控制下对驱动模块K5的信号进行耦合，形成直接作用于打光装置的高频驱动电压。优选地，开关单元K42包括快速开关器件，例如碳化硅器件，开关单元K42和驱动模块K5分别各自连接LED灯珠的一端，进而对LED灯珠进行耦合控制，形成可直接驱动LED工作的高频(例如1KHZ-20KHZ)方波电压。
如图4所示，驱动模块K5包括滤波模块K52、吸收模块K53、泄放模块K54和输出端子，滤波模块K52用于将驱动信号按照预设的驱动要求进行整形、并经输出端子传入到耦合放大模块K4，吸收模块K53、泄放模块K54设置在滤波模块K52和输出端子之间，且吸收模块K53、泄放模块K54和输出端子形成轮流工作的回路，驱动模块K5导通的时吸收模块K53工作，驱动模块K5开路时泄放模块K54工作。其中，驱动信号来自于电源端口K51输入，然后由滤波模块K52进行整形。
本实施例中，检测单元K43设置在打光装置和滤波模块K52之间，并用于检测打光装置的工作电压后反馈给处理模块K3。具体地，检测单元K43包括检测电路，检测电路连接处理模块K3的输入引脚，实现检测LED灯珠的工作电压，处理模块K3采集到该工作电压后根据检测到的LED工作电压对LED灯珠的控制参数进行修正，实现对LED灯珠的线性控制，或者处理模块K3由通信端口K31把检测到的LED工作电压传输给上位机K2，上位机K2对控制指令进行修正，实现对LED灯珠的线性控制，且提高了控制精度。
本实施例中，弱电型的电平信号包括不大于5V的电平信号，优选包括5V和/或3.3V的电平信号；
和/或，驱动模块K5输出的信号包括不小于12V的电平信号，优选包括12V、24V、60V中的一种或多种电平信号。
如图5所示，隔离电源模块K6包括输入单元、储能单元和多个隔离子电源，输入单元用于连接外部电源，储能单元的输入端连接输入单元，储能单元的输出端连接多个隔离子电源，各隔离子电源与图像采集装置、打光装置、处理模块K3、耦合放大模块K4和驱动模块K5分别对应连接以提供适合的电源。例如，隔离子电源1提供3.3V或5V的DC电源，隔离子电源2提供12V的DC电源，隔离子电源3提供24V的DC电源，隔离子电源4提供60V的DC电源。
本实施例中，包括控制箱(图中未示出)，控制箱内叠放有多个分散的电路板，用于分布设置处理模块K3、耦合放大模块K4、驱动模块K5和隔离电源模块K6。即本实施例中，处理模块K3、耦合放大模块K4、驱动模块K5和隔离电源模块K6并非跟现有一样设置在同一块电路板上，而是分散设置在多个电路板上，例如其中一块电路板用于集中设置隔离电源。与现有技术相比，不仅能通过叠放电路板实现空间的更充分利用，便于缩小控制箱的尺寸。而且，便于通过分离设置避免大功率器件对小功率器件的干扰、易发热器件对不易发热器件的干扰等，可显著提升控制***的运行稳定性和使用寿命。
本实施例还提供了一种同时控制图像采集装置和打光装置的方法，利用该控制***，进行以下处理：
由上位机K2生成上位控制指令发送给处理模块K3；
处理模块K3的第一输出端K32输出针对图像采集装置的第一路电平信号，处理模块K3的第二输出端K33输出针对打光装置的第二路电平信号，第一路电平信号和第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，打光装置执行一种打光模式，图像采集装置采一次或多次图像；
耦合放大模块K4放大第二路电平信号，以及将放大后的第二路电平信号和驱动模块K5的驱动信号耦合后，对打光装置进行驱动和控制。
由此，根据本实施例的方案，通过处理模块K3实现对图像采集装置和打光装置的一体化控制，图像采集与打光控制之间的相互协调响应速度更快。第一路电平信号和第二路电平信号具有相同的时序和相位，因而能完全同步控制，实现了打光装置高频控制时的更高精度的打光控制和图像采集，可显著提升机器视觉检测***的性能，尤其是提升图像采集质量。该***尤其适用于例如1KHZ-20KHZ下的高频开合控制时的针对运动物体的表面图像检测。在一个控制周期内，打光装置执行一种打光模式，图像采集装置采一次或多次图像，进一步提升了控制精度。
而且，由于耦合放大模块K4放大第二路电平信号、将放大后的第二路电平信号和驱动模块K5的驱动信号耦合后，对打光装置进行驱动和控制，不但在高频开合控制下，打光装置的驱动控制结构更加稳定、可靠，而且进一步提升了精度。
优选地，在工件运动的过程中，图像采集装置对工件做线性扫描，处理模块K3从图像采集装置采集线性图像信号后发送给上位机K2，拼接成完整的工件表面图像。
实施例2
如图6-图8所示，本实施例提供了机架、图像采集装置4和打光装置，其中，机架包括外罩1，图像采集装置4和打光装置设置在外罩1内。其中，图像采集装置4和打光装置设置在外罩1内，能够减小外界光线、设施等对视觉检测***的干扰，有助于提升图像采集质量。
在一个优选的实施方式中，图像采集装置4、打光装置和外罩1形成一体化模组结构，外部缆线5通过端口14、15等连接图像采集装置和打光装置。该一体化结构，能够提高设备的安装效率、减少调试、降低故障率。
如图9、图10所示，打光装置包括多个条形发光组件3，其中，如图12-图14所示，在一个优选的实施方式，条形发光组件3包括灯条34，灯条34呈条形结构，灯条34的正面阵列有多个LED灯珠341。灯条34的背面配置有散热装置32，散热装置32吸收灯条34的热量扩散到空气中。其中，散热装置32包括导热基板321和多个散热片322，导热基板321连接在灯条34的背面，多个散热片322连接导热基板321，且多个散热片322之间具有间隙。
本实施例中，条形发光组件3还包括夹板组件31，夹板组件31包括多个板体，多个板体之间形成用于安装灯条34的夹持空间，多个板体中的其中一部分上具有用于安装灯条34的安装结构，多个板体延伸到灯条34前方的四周区域且在灯条34的正前方形成出光口。示例性地，板体的数量为四个，分别是第一板体、第二板体、第三板体和第四板体，该四个板体固定在灯条34的四周，并延伸到灯条34前方的四周区域，在灯条34的正前方，该四个板体在灯条34前方围成的空间形成出光口，使灯条34发射的光线的至少一部分被板体引导后从该出光***出。
优选地，条形发光组件3还包括位于灯条34的正前方的条形聚光透镜35，条形聚光透镜35固定在一部分板体上。由于设置有条形聚光透镜35，灯条34发射的光线的至少一部分在从该出光***出过程中，经过条形聚光透镜35的聚光作用，光线由漫射光汇聚成直射光7。
优选地，延伸到灯条34前方的四周区域的板体上设置多个有栅格孔33。本实施例中，板体上的前述栅格孔33使得打光装置在整体上相对于现有技术具有显著的进步。一方面，灯条34前方的热量可通过板体上的栅格孔33散出，因此，灯条34的背面的散热装置32为主散热方式，板体上的栅格孔33为辅助散热方式，二者共同作用，使得灯条34发光时产生的热量能够及时扩散，散热效果更好、散热部位也更全面。另一方面，灯条34上发射的一部分漫射光从格栅孔射出。
本实施例中，多个条形发光组件3的长度方向朝向被检测物体的运动方向，且多个条形发光组件3分组排列，以形成中部发光段和至少一个侧部发光段，侧部发光段位于中部发光段的旁侧。
其中，在第一个优选的实施方式中，侧部发光段的数量为两个，一个侧部发光段位于中部发光段的前侧，另一个侧部发光段位于中部发光段的后侧。其中，中部发光段的前侧是指中部发光段的朝向被检测物体的运动方向的一侧，中部发光段的后侧为与该前侧相反的一侧。即当被检测物***于中部发光段的正下方时，中部发光段的前侧更接近被检测物体的前方，中部发光段的后侧更接近被检测物体的后方。
其中，在第二个优选的实施方式中，侧部发光段的数量为一个，该一个侧部发光段位于中部发光段的前侧。
其中，在第三个优选的实施方式中，侧部发光段的数量为一个，该一个侧部发光段位于中部发光段的后侧。
如图9-图11所示，在中部发光段中，多个条形发光组件3在被检测物体的上方从左向右沿弧形方向间隔设置，使中部发光段呈弧形，条形发光组件3的长边方向与被检测物体的运动方向基本一致。
在中部发光段中，多个条形发光组件3的光线汇聚处为分布在不同位置的多个聚光区域21，即形成多个聚光区域21，多个聚光区域21组合成中部立体聚光场。具体地，从第一个条形发光组件3发射的直射光7与从另外的一个以上条形发光组件3发射的直射光7汇聚形成第一个聚光区域21，从第二个条形发光组件3发射的直射光7与从另外的一个以上条形发光组件3发射的直射光7汇聚形成第二个聚光区域21，以此类推形成多个聚光区域21，这些聚光区域21分布在不同的位置，并组合在一起形成中部立体聚光场。
在侧部发光段中，多个条形发光组件3的光线汇聚处为分布在不同位置的多个聚光区域21，即形成多个聚光区域21，多个聚光区域21组合成侧部立体聚光场。具体地，从第一个条形发光组件3发射的直射光7与从另外的一个以上条形发光组件3发射的直射光7汇聚形成第一个聚光区域21，从第二个条形发光组件3发射的直射光7与从另外的一个以上条形发光组件3发射的直射光7汇聚形成第二个聚光区域21，以此类推形成多个聚光区域21，这些聚光区域21分布在不同的位置，并组合在一起形成侧部立体聚光场。
需要说明的是，本实施例中立体聚光场是相对于平面光场而言的，在中部立体聚光场和侧部立体聚光场中，分别具有分布在不同位置的多个聚光区域21，光场中的等光强位置形成的虚拟表面为不在平面上的立体表面，因而形成相应的中部立体聚光场、侧部立体聚光场。
在现有技术中，聚光型光源发射的光线汇聚于一个中心点区域或一个中心线区域，聚光区域21的总体面积小，使得某一区域亮度很高、其它区域亮度不足导致亮度变化较大，难以用于较大面积的产品的高质量视觉检测。而本实施例中，中部发光段和侧部发光段形成的光场都是由多个聚光区域21形成的立体聚光场，聚光区域21的总体面积更大，不但能够显著提升检测区域的亮度，而且能够将光线汇集到更大面积的检测区域，使得其适用于小面积的高精度检测、也使用大面积的高精度检测。
此外，现有技术中的聚光光源产生的光线主要是直射光7，由多个光束汇聚于一个中心点区域或一个中心线区域，在非聚光区域21，光束之间的间隙处的光强远小于光束路径上的光强，即在与光束传播方向垂直的法向面上，光强变化梯度很大，容易产生光斑和阴影，降低了相机采集的图像真实度。现有技术中的非聚光光源产生的光线主要是漫射光，要么亮度不足，要么需要很高的功率。而本实施例中，具有分布在多个位置的聚光区域21，在一定程度上能够减少接近被检测物体区域的光强变化梯度，减少光斑和阴影的产生。而且本实施例中，条形发光组件3还发射漫射光，使得中部立体聚光场和侧部立体聚光场中的受光面上同时具有漫射光和直射光7，能够进一步减小光束之间的光强变化梯度。因此，既适用于明场检测，也适用于暗场检测，使得对于被检测工件的多个表面或非平面形外表均具有足够亮度的光线照射，进而能够以更少的检测台实现更多种类的表面检测，如长宽高、伤痕、污染物、平面度等等。
本实施例中，在侧部发光段中，多个条形发光组件3远离中部发光段的一端向下倾斜，使侧部立体聚光场的至少一部分与中部立体聚光场重叠。示例性地，在中部发光段的前侧、后侧分别具有一个侧部立体聚光场时，由于侧部立体聚光场的至少一部分与中部立体聚光场重叠，不但可以增加总的受光区域的长度、面积，对中部立体聚光场起到增强作用，还提高了重叠区域的光束密度、受光面积，进一步减小了光束之间的光强变化梯度，使得光源更加既适用于明场检测、也适用于暗场检测。
本实施例中，条形发光组件3发射漫射光和直射光7，中部受光面和侧部受光面上各点由漫射光和直射光7重叠形成。示例性地，在条形发光组件3中，经过条形聚光透镜35射出的光线主要为直射光7，经过板体的格栅孔射出的光线主要为漫射光。
本实施例中，图像采集装置4设置在打光装置的上方，图像采集装置4与打光装置之间设置有隔板2，隔板2在与中部发光段对应区域具有条形通孔8，中部发光段中的多个条形发光组件3分布在条形通孔8的两侧。
其中，如图15所示，图像采集装置4的类型包括线性图像采集相机，线性图像采集相机正对条形通孔8，线性图像采集相机的图像扫描方向为线性且基本垂直于被检测物体的运动方向。
实施例中，外罩1的底部设置有底框，底框露出打光装置的发光区域、遮住非发光区域。具体地，如图7所示，底框为板件结构，底框的中部开口露出打光装置的发光区域，开口***的板件遮挡光线形成非发光区域。
在一个具体的实施例中，侧部发光段的数量为两个，分别是左侧部发光段和右侧部发光段，左侧部发光段和右侧部发光段分布在中部发光段的两侧。
在一个具体的实施例中，打光装置还包括光源支架组件，光源支架组件安装在外罩1内，中部发光段中的条形发光组件3和侧部发光段中的条形发光组件3分别可拆卸地安装在光源支架组件上。
在一个具体的实施例中，各条形发光组件3包括灯条34，灯条34呈条形结构，灯条34的正面阵列有多个LED灯珠341。
灯条34的背面配置有散热装置32，散热装置32包括导热基板321和多个散热片322，导热基板321连接在灯条34的背面，多个散热片322连接导热基板321，且多个散热片322之间具有间隙。
在一个具体的实施例中，条形发光组件3还包括夹板组件31，夹板组件31包括多个板体，多个板体之间形成用于安装灯条34的夹持空间，多个板体中的其中一部分上具有用于安装灯条34的安装结构；
多个板体延伸到灯条34前方的四周区域且在灯条34的正前方形成出光口；
优选地，延伸到灯条34前方的四周区域的板体上设置多个有栅格孔33；
优选地，条形发光组件3还包括位于灯条34的正前方的条形聚光透镜35，条形聚光透镜35固定在一部分板体上。
在一个具体的实施例中，光源支架组件包括挂架和弧形基板，在中部发光段，各条形发光组件3间隔地、可拆卸地安装在两个弧形基板之间；在侧部发光段，条形发光组件3间隔地、可拆卸地安装在一个弧形基板的背离条形发光组件3的一侧。
在一个具体的实施例中，还包括一体化控制***，一体化控制***包括分布在多个PCB板上的电源模块、驱动电路、信息处理电路和通信电路，信息处理电路通过通信电路接收上位机的控制信号，信息处理电路根据上位机的控制信号同步控制图像采集装置4和打光装置。
本实施例中，图像采集装置4通过多级可调整平台安装在外罩1内。其中，作为一种优选的多级可调整平台，如图16-图20所示，其包括第一旋转平台13、第二旋转平台11和XY轴双层角位移平台10，第二旋转平台11的固定部固定连接外罩1，第二旋转平台11的旋转部的旋转面与水平面垂直，XY轴双层角位移平台10的底部通过第二转接架连接第二旋转平台11的旋转部，第一旋转平台13的固定部连接XY轴双层角位移平台10的顶部，第一旋转平台13的旋转部的旋转面为水平面，第一旋转平台13的旋转部通过第一转接架9连接图像采集装置4。
其中，第一旋转平台13和第二旋转平台11可以具有共同的组成结构，以第二旋转平台11为例，包括底座1103、旋转圈1102、旋转台1101、调节螺丝1105、微分调节头1106、锁止装置1104，其中，底座1103竖直连接外罩1，调节螺丝1105连接旋转圈1102，旋转圈1102位于底座1103和旋转台1101之间，旋转台1101连接旋转圈1102，使调节螺丝1105转动时通过旋转圈1102带动旋转台1101旋转，旋转台1101配置为连接第二转接架。其中，调节螺丝1105的一侧连接微分调节头1106、另一侧连接锁止装置1104。在使用时，调节螺丝对旋转圈进行旋转调节，从而带动旋转台旋转形成粗旋转调节，再通过微分调节头进行精旋转调节。优选地，旋转台与底座之间设置有刻度。其中，锁止装置可1104以为锁止杆，锁止杆与底座之间为螺纹配合，锁止杆转动时抵紧或松开调节螺丝。
如图18所示，以第一旋转平台13为例，其也包括底座、旋转圈、旋转台、调节螺丝、微分调节头、锁止装置。底座连连接XY轴双层角位移平台10的顶部，旋转台连接第一转接架9，第一转接架9连接图像采集装置4。
其中，如图16所示，XY轴双层角位移平台10包括呈上下叠放的上层角位移平台101和下层角位移平台102，上层角位移平台101的角位移调整方向与下层角位移平台102的角位移调整方向垂直，以形成XY轴型的多维角度调整机构。示例性地，以上层角位移平台101为例，其包括底座、活动台，活动台可滑动地设置在底座上，底座与活动台之间的配合面为弧形配合面108，底座上设置有微分调节头104，活动台上设置有挡块103，微分调节头104在转动过程中接近并抵接挡块103，通过推动挡块103使活动台相对于底座滑动，由于底座与活动台之间的配合面为弧形配合面108，活动台在滑动的过程中角位被精确调整。优选地，上层角位移平台101还包括锁紧装置，用于锁紧活动台和底座。
示例性地，如图17所示，以下层角位移平台102为例，其也包括底座1022、活动台1021和锁紧装置107，活动台1021可滑动地设置在底座1022上，底座1022与活动台1021之间的配合面为弧形配合面108，底座1022上设置有微分调节头106，活动台1021上设置有挡块105，微分调节头106在转动过程中接近并抵接挡块105，通过推动挡块105使活动台1021相对于底座1022滑动，由于底座1022与活动台1021之间的配合面为弧形配合面108，活动台1021在滑动的过程中角位被精确调整。其中，上层角位移平台101中的活动台的滑动方向与下层角位移平台102中的活动台1021的滑动方向垂直。其中，锁紧装置107可以为锁紧螺丝，底座1022上设置的座体，座体上设置有长孔109，锁紧装置107穿设在长孔109中以抵紧活动台1021。
本实施例中，图像采集装置4和打光装置设置在外罩1内，形成了一体化模组结构，不但能够提高设备的安装效率、减少调试、降低故障率，还能够减小外界光线、设施等对视觉检测***的干扰，有助于提升图像采集质量。而且，打光装置包括多个条形发光组件3，发光组件的方向一致性更好，受光面积更大，在搭建光源时操作者不再需要逐一安装单个灯珠341，一次调整灯条34可使得灯条34上多个LED灯珠341的方位角度都被调整，也不需要为了实现聚光效果而对每个灯珠341的角度进行一一调整，进一步提升了设备的安装效率，而且设备柔性更好，部分灯珠341损坏不会导致整个光源性能显著降低，各模组易于拆装调整，既便于更换，也使得产品可以根据目标参数迅速调整数量、角度。
而且，不但能够显著提升检测区域的亮度，而且能够将光线汇集到更大面积的检测区域，使得其适用于小面积的高精度检测、也使用大面积的高精度检测。而且既适用于明场检测，也适用于暗场检测，使得对于被检测工件的多个表面或非平面形外表均具有足够亮度的光线照射，进而能够以更少的检测台实现更多种类的表面检测，如长宽高、伤痕、污染物、平面度等等。
实施例3
如图21、图22所示，与实施例2相比，本实施例的主要区别在于：
本实施例中，机架包括多个竖架23和多个横架24，图像采集装置4、打光装置安装在横架和/或竖架上。
本实施例中，条形发光组件3不包括夹板组件31，但还包括支撑侧板，灯条34和聚光透镜分别安装在支撑侧板上。
本实施例中，多级可调整平台包括第一旋转平台13和XY轴双层角位移平台10，第一旋转平台13的旋转部通过第一转接架9连接图像采集装置4，第一旋转平台13的固定部连接XY轴双层角位移平台10的顶部，第一旋转平台9的旋转部的旋转面为水平面，XY轴双层角位移平台10的底部通过第二转接架22连接机架。
本实施例中的其它特征与实施例2相同，不再赘述。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种同时控制图像采集装置和打光装置的***，应用于对运动物体进行表面图像采集，其特征在于，包括：
受控模块，所述受控模块包括图像采集装置和打光装置，所述打光装置包括多个条形发光组件，所述条形发光组件包括多个LED灯珠；
上位机和处理模块，所述上位机用于将上位控制指令发送给所述处理模块，以及接收所述处理模块反馈的图像采集信息，所述处理模块的输出端具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端输出针对所述图像采集装置的第一路电平信号，所述第二输出端输出针对所述打光装置的第二路电平信号，所述第一路电平信号和所述第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，所述打光装置执行一种打光模式，所述图像采集装置采一次或多次图像；
耦合放大模块和驱动模块，所述耦合放大模块用于放大第二路电平信号，以及将放大后的所述第二路电平信号和所述驱动模块的驱动信号耦合后，对所述打光装置进行驱动和控制。
2.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，还包括隔离电源模块，所述隔离电源模块包括输入单元、储能单元和多个隔离子电源，所述输入单元用于连接外部电源，所述储能单元的输入端连接所述输入单元，所述储能单元的输出端连接多个所述隔离子电源，各所述隔离子电源与所述图像采集装置、所述打光装置、所述处理模块、所述耦合放大模块和所述驱动模块分别对应连接以提供适合的电源。
3.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述驱动模块包括滤波模块、吸收模块、泄放模块和输出端子，所述滤波模块用于将驱动信号按照预设的驱动要求进行整形、并经所述输出端子传入到耦合放大模块，所述吸收模块、所述泄放模块设置在所述滤波模块和所述输出端子之间，且所述吸收模块、所述泄放模块和所述输出端子形成轮流工作的回路，所述驱动模块导通的时所述吸收模块工作，所述驱动模块开路时所述泄放模块工作。
4.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，所述耦合放大模块包括信号放大单元、开关单元和检测单元，所述放大单元用于放大第二路电平信号，所述开关单元用于在放大后的第二路电平信号的控制下对所述驱动模块的信号进行耦合，形成直接作用于所述打光装置的高频驱动电压；
所述检测单元设置在所述打光装置和所述滤波模块之间，并用于检测所述打光装置的工作电压后反馈给所述处理模块。
5.根据权利要求2所述的控制***，其特征在于，所述弱电型的电平信号包括不大于5V的电平信号，优选包括5V和/或3.3V的电平信号；
和/或，所述驱动模块输出的信号包括不小于12V的电平信号，优选包括12V、24V、60V中的一种或多种电平信号。
6.根据权利要求2所述的控制***，其特征在于，包括控制箱，所述控制箱内叠放有多个分散的电路板，用于分布设置所述处理模块、所述耦合放大模块、所述驱动模块和所述隔离电源模块。
7.根据权利要求1所述的控制***，其特征在于，还包括机架，所述图像采集装置和所述打光装置设置在所述机架上；所述打光装置包括多个条形发光组件，每个所述条形发光组件上设置有多个所述LED灯珠，条形发光组件发射漫射光和直射光，多个条形发光组件的长度方向朝向被检测物体的运动方向，且多个条形发光组件分组排列以形成中部发光段和至少一个侧部发光段，所述侧部发光段位于所述中部发光段的旁侧；
在所述中部发光段中，多个条形发光组件围绕被检测物体的运动方向间隔设置、且使所述中部发光段呈弧形，多个条形发光组件的直射光的汇聚处为多个以形成多个聚光区域，多个聚光区域与漫射光重叠共同形成中部立体聚光场；
在所述侧部发光段中，多个条形发光组件围绕被检测物体的运动方向间隔设置、使所述侧部发光段成弧形，多个条形发光组件的直射光的汇聚处为多个以形成多个聚光区域，多个聚光区域与漫射光重叠共同形成侧部立体聚光场，且多个条形发光组件远离所述中部发光段的一端向下倾斜，使所述侧部立体聚光场的至少一部分与所述中部立体聚光场重叠；
优选地，在所述中部发光段中，从第一个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第一个聚光区域，从第二个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第二个聚光区域，以此类推形成多个聚光区域，这些聚光区域分布在不同的位置，并与漫射光重叠共同形成中部立体聚光场；和/或，在所述侧部发光段中，从第一个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第一个聚光区域，从第二个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第二个聚光区域，以此类推形成多个聚光区域，这些聚光区域分布在不同的位置，并与漫射光重叠共同形成侧部立体聚光场；
优选地，所述侧部发光段的数量为两个，分别是左侧部发光段和右侧部发光段，所述左侧部发光段和所述右侧部发光段分布在所述中部发光段的两侧；
优选地，所述图像采集装置设置在所述打光装置的上方，所述中部发光段的顶部中央的两个条形发光组件之间具有条形间隙，所述中部发光段的其它条形发光组件分布在所述条形间隙的两侧；
所述图像采集装置包括线性图像采集相机，所述线性图像采集相机正对所述条形间隙，所述线性图像采集相机的图像扫描方向为线性且基本垂直于被检测物体的运动方向；
优选地，所述图像采集装置与所述打光装置之间设置有隔板，所述隔板在与所述条形间隙正对的区域具有条形通孔，所述线性图像采集相机正对所述条形通孔；进一步优选，所述机架的底部设置有底框，所述底框露出所述打光装置的发光区域、遮住非发光区域；
优选地，所述打光装置还包括光源支架组件，所述光源支架组件安装在所述机架上，所述中部发光段中的条形发光组件和所述侧部发光段中的条形发光组件分别可拆卸地安装在所述光源支架组件上；
优选地，所述机架上设置有集成化电路接口组件，所述集成化电路接口组件的一端接口为露出所述机架的快插接口，另一端接口具有多个接线单元且分别连接对应的条形发光组件；
优选地，各条形发光组件包括灯条，所述灯条呈条形结构，所述灯条的正面阵列有多个所述LED灯珠；
所述灯条的背面配置有散热装置，所述散热装置包括导热基板和多个散热片，所述导热基板连接在所述灯条的背面，多个所述散热片连接所述导热基板，且多个所述散热片之间具有间隙；
所述条形发光组件还包括位于所述灯条的正前方的条形聚光透镜；
优选地，条形发光组件还包括夹板组件，所述夹板组件包括多个板体，多个所述板体之间形成用于安装所述灯条的夹持空间，多个所述板体中的其中一部分上具有用于安装所述灯条的安装结构，多个所述板体延伸到所述灯条前方的四周区域且在所述灯条的正前方形成出光口，所述条形聚光透镜固定在一部分所述板体上，优选地，延伸到所述灯条前方的四周区域的所述板体上设置多个有栅格孔；或者，条形发光组件还包括支撑侧板，所述灯条和所述聚光透镜分别安装在所述支撑侧板上；
优选地，所述光源支架组件包括挂架和弧形基板，在所述中部发光段，各条形发光组件间隔地、可拆卸地安装在两个所述弧形基板之间；在所述侧部发光段，条形发光组件间隔地、可拆卸地安装在一个所述弧形基板的背离所述条形发光组件的一侧。
8.根据权利要求7所述的控制***，其特征在于，所述图像采集装置通过多级可调整平台安装在机架上；
优选地，所述多级可调整平台包括第一旋转平台、第二旋转平台和XY轴双层角位移平台，所述第一旋转平台的旋转部通过第一转接架连接所述图像采集装置，所述第一旋转平台的固定部连接所述XY轴双层角位移平台的顶部，所述第一旋转平台的旋转部的旋转面为水平面，所述第二旋转平台的固定部固定连接所述机架，所述第二旋转平台的旋转部的旋转面与水平面垂直，所述XY轴双层角位移平台的底部通过第二转接架连接所述第二旋转平台的旋转部；
优选地，所述多级可调整平台包括第一旋转平台和XY轴双层角位移平台，所述第一旋转平台的旋转部通过第一转接架连接所述图像采集装置，所述第一旋转平台的固定部连接所述XY轴双层角位移平台的顶部，所述第一旋转平台的旋转部的旋转面为水平面，所述XY轴双层角位移平台的底部通过第二转接架连接所述机架。
9.一种同时控制图像采集装置和打光装置的方法，其特征在于，利用权利要求1-8中任一项所述的控制***，进行以下处理：
由所述上位机生成上位控制指令发送给所述处理模块；
所述处理模块的所述第一输出端输出针对所述图像采集装置的第一路电平信号，所述处理模块的所述第二输出端输出针对所述打光装置的第二路电平信号，所述第一路电平信号和所述第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，所述打光装置执行一种打光模式，所述图像采集装置采一次或多次图像；
所述耦合放大模块放大第二路电平信号，以及将放大后的所述第二路电平信号和所述驱动模块的驱动信号耦合后，对所述打光装置进行驱动和控制。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，在工件运动的过程中，所述图像采集装置对工件做线性扫描，所述处理模块从所述图像采集装置采集线性图像信号后发送给所述上位机，拼接成完整的工件表面图像。
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Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB735732A (en) * 1953-02-16 1955-08-24 Amalgamated Dental Co Ltd An improved lamp particularly for illuminating dental operations
GB1451066A (en) * 1973-02-14 1976-09-29 Ass Eng Ltd Lighting units
US5377001A (en) * 1991-07-20 1994-12-27 Tet Techno Trust Investment Settlement Apparatus for surface inspection
US6153873A (en) * 1998-05-20 2000-11-28 E. I. Dupont De Numours And Company Optical probe having an imaging apparatus
US6341878B1 (en) * 1999-08-31 2002-01-29 Cognex Corporation Method and apparatus for providing uniform diffuse illumination to a surface
CN1873295A (zh) * 2006-05-10 2006-12-06 李贤伟 一种检查印刷电路板的光源装置
JP2007114505A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Olympus Corp 画像取得装置及びその制御方法
US20100073948A1 (en) * 2008-09-24 2010-03-25 Code 3, Inc. Light bar
US20100188017A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-29 Brukilacchio Thomas J Light emitting diode linear light for machine vision
JP2012021889A (ja) * 2010-07-14 2012-02-02 Ccs Inc 光照射装置及び調光方法
CN103674899A (zh) * 2013-11-27 2014-03-26 北京大恒图像视觉有限公司 用于镭射印刷品质量检测***的成像设备及相应检测***
US20140265888A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Cree, Inc. Lighting Apparatus Including a Current Bleeder Module for Sinking Current During Dimming of the Lighting Apparatus and Methods of Operating the Same
CN106442561A (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 北京农业智能装备技术研究中心 用于检测柑橘表皮缺陷的在线图像采集***及方法
CN107702889A (zh) * 2017-09-27 2018-02-16 深圳市鹰眼在线电子科技有限公司 线性聚光器和光学检测装置
CN108535265A (zh) * 2018-04-10 2018-09-14 深圳市纳研科技有限公司 一种多角度打光装置及采集***
CN108881738A (zh) * 2018-07-10 2018-11-23 清华大学深圳研究生院 一种用于图像采集的高速对曝技术的方法
CN208794067U (zh) * 2018-09-24 2019-04-26 东莞锐视光电科技有限公司 一种用于机器视觉的光源装置
CN110113847A (zh) * 2019-06-18 2019-08-09 深圳市卢瑟福科技有限公司 一种led控制方法和设备
CN110231289A (zh) * 2019-02-22 2019-09-13 广东工业大学 一种多光源自动打光装置及其图像合成方法
US20190293566A1 (en) * 2016-05-31 2019-09-26 Shanghai Micro Electronics Equipment (Group) Co., Ltd. Automatic optical inspection device and method
US20200134773A1 (en) * 2018-10-27 2020-04-30 Gilbert Pinter Machine vision systems, illumination sources for use in machine vision systems, and components for use in the illumination sources

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB735732A (en) * 1953-02-16 1955-08-24 Amalgamated Dental Co Ltd An improved lamp particularly for illuminating dental operations
GB1451066A (en) * 1973-02-14 1976-09-29 Ass Eng Ltd Lighting units
US5377001A (en) * 1991-07-20 1994-12-27 Tet Techno Trust Investment Settlement Apparatus for surface inspection
US6153873A (en) * 1998-05-20 2000-11-28 E. I. Dupont De Numours And Company Optical probe having an imaging apparatus
US6341878B1 (en) * 1999-08-31 2002-01-29 Cognex Corporation Method and apparatus for providing uniform diffuse illumination to a surface
JP2007114505A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Olympus Corp 画像取得装置及びその制御方法
CN1873295A (zh) * 2006-05-10 2006-12-06 李贤伟 一种检查印刷电路板的光源装置
US20100073948A1 (en) * 2008-09-24 2010-03-25 Code 3, Inc. Light bar
US20100188017A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-29 Brukilacchio Thomas J Light emitting diode linear light for machine vision
JP2012021889A (ja) * 2010-07-14 2012-02-02 Ccs Inc 光照射装置及び調光方法
US20140265888A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Cree, Inc. Lighting Apparatus Including a Current Bleeder Module for Sinking Current During Dimming of the Lighting Apparatus and Methods of Operating the Same
CN103674899A (zh) * 2013-11-27 2014-03-26 北京大恒图像视觉有限公司 用于镭射印刷品质量检测***的成像设备及相应检测***
US20190293566A1 (en) * 2016-05-31 2019-09-26 Shanghai Micro Electronics Equipment (Group) Co., Ltd. Automatic optical inspection device and method
CN106442561A (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 北京农业智能装备技术研究中心 用于检测柑橘表皮缺陷的在线图像采集***及方法
CN107702889A (zh) * 2017-09-27 2018-02-16 深圳市鹰眼在线电子科技有限公司 线性聚光器和光学检测装置
CN108535265A (zh) * 2018-04-10 2018-09-14 深圳市纳研科技有限公司 一种多角度打光装置及采集***
CN108881738A (zh) * 2018-07-10 2018-11-23 清华大学深圳研究生院 一种用于图像采集的高速对曝技术的方法
CN208794067U (zh) * 2018-09-24 2019-04-26 东莞锐视光电科技有限公司 一种用于机器视觉的光源装置
US20200134773A1 (en) * 2018-10-27 2020-04-30 Gilbert Pinter Machine vision systems, illumination sources for use in machine vision systems, and components for use in the illumination sources
CN110231289A (zh) * 2019-02-22 2019-09-13 广东工业大学 一种多光源自动打光装置及其图像合成方法
CN110113847A (zh) * 2019-06-18 2019-08-09 深圳市卢瑟福科技有限公司 一种led控制方法和设备

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