CN111781203A - 基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***及方法 - Google Patents

基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***及方法。本发明的技术方案是：该***包括：正光源，用于照射位于检测位置上的被测产品正面；多组侧光源，用于在多个不同角度照射位于检测位置上的被测产品正面；RGB三色光源，用于分别用红、绿、蓝单色光源照射位于检测位置上的被测产品正面；背光源，用于照射位于检测位置上的被测产品背面；光源频闪控制器，用于控制所述正光源、侧光源、RGB三色光源和背光源按特定高速频率且按一定顺序依次点亮；标准工业单色相机，用于在光源点亮时获取被光源照射的被测产品正面的黑白图像；处理器，与所述光源频闪控制器和标准工业单色相机连接。本发明适用于工业生产过程中的产品检测领域。

Description

基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***及方法
技术领域
本发明涉及一种基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***及方法。适用于工业生产过程中的产品检测领域。
背景技术
目前工业生产对视觉检测的需求是多样化的，传统方式是对不同的检测需求设计不同的检测***，导致同一产线上需多套检测***，占用过多的产线空间，加大了成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、占用空间、成本较低的基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***及方法。
本发明所采用的技术方案是：一种基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***，其特征在于，包括：
正光源，用于照射位于检测位置上的被测产品正面；
多组侧光源，用于在多个不同角度照射位于检测位置上的被测产品正面；
RGB三色光源，用于分别用红、绿、蓝单色光源照射位于检测位置上的被测产品正面；
背光源，用于照射位于检测位置上的被测产品背面；
光源频闪控制器，用于控制所述正光源、侧光源、RGB三色光源和背光源按特定高速频率且按一定顺序依次点亮；
标准工业单色相机，用于在光源点亮时获取被光源照射的被测产品正面的黑白图像；
处理器，与所述光源频闪控制器和标准工业单色相机连接。
所述处理器上电路连接用于采集检测位置上是否有被测产品的感应触发器。
所述处理器上电路连接有用于往所述被测产品上贴上标签的打标装置。
通过标准工业单色相机获取被测产品在正光源和多组侧光源分别照射下的产品正面的正光源图像和多张侧光源图像；
根据正光源图像和多张侧光源图像基于相应位置灰阶值大小关系计算出被测产品上瑕疵的立体特征；
基于瑕疵的立体特征及被测产品上相应立体特征的数量判断被测产品的产品等级。
通过标准工业单色相机获取被测产品在RGB三色光源照射下的产品正面的红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像；
分别识别红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上的被测产品瑕疵特性；
基于瑕疵在红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上瑕疵特性判断瑕疵的类别；
基于被测产品上的瑕疵类别及相应瑕疵类别的数量判断被测产品的产品等级。
通过标准工业单色相机获取被测产品在背光源照射下的产品正面的背光源图像；
基于背光源图像确定被测产品的外观大小；
基于被测产品的外观大小值判断被测产品的产品等级。
通过标准工业单色相机获取被测产品在正光源和多组侧光源分别照射下的产品正面的正光源图像和多张侧光源图像；
通过标准工业单色相机获取被测产品在RGB三色光源照射下的产品正面的红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像；
根据正光源图像和多张侧光源图像基于相应位置灰阶值大小关系计算出被测产品上瑕疵的立体特征；
分别识别红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上的被测产品瑕疵特性；
基于瑕疵的立体特征及该瑕疵在红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上瑕疵特性判断瑕疵的类别；
基于被测产品上的瑕疵类别及相应瑕疵类别的数量判断被测产品的产品等级。
通过标准工业单色相机获取被测产品在正光源和多组侧光源分别照射下的产品正面的正光源图像和多张侧光源图像；
通过标准工业单色相机获取被测产品在RGB三色光源照射下的产品正面的红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像；
通过标准工业单色相机获取被测产品在背光源照射下的产品正面的背光源图像；
根据正光源图像和多张侧光源图像基于相应位置灰阶值大小关系计算出被测产品上瑕疵的立体特征；
分别识别红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上的被测产品瑕疵特性；
基于瑕疵的立体特征及该瑕疵在红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上瑕疵特性判断瑕疵的类别；
基于背光源图像确定被测产品的外观大小；
基于被测产品上的瑕疵类别、相应瑕疵类别的数量及被测产品的外观大小值判断被测产品的产品等级。
本发明的有益效果是：本发明通过标准工业单色相机结合多路光源，实现对工业产线上所生产产品的多路通道同时取像和图像处理；通过多光源组态，可进行同时异态多路图像获取和检测，实现单一***同时多路异态检测；通过多路彩色光源（RGB）实现使用单色（黑白）相机进行彩色检测图像获取和检测；独立通道可同时实现产品质量检测和尺寸量测。
本发明可广泛应用于不同行业的产品质量检测，对各种常见缺陷，以及立体缺陷，色差缺陷都有很好的检测效果，以及产品的外观大小实现高精度的量测；同时具有安装空间小，成本低的优势。
附图说明
图1为实施例的结构框图。
具体实施方式
本实施例为一种基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***，包括正光源、多组侧光源、RGB三色光源、背光源、光源频闪控制器、标准工业单色相机、处理器、感应触发器和打标装置，其中正光源、多组侧光源、RGB三色光源和背光源均围绕检测位置设置，该检测位置与产品输送机构相连。
本实施例中正光源设置于检测位置上方，用于在点亮后正向照射位于检测位置上的被测产品正面。多组侧光源包括左侧光源和右侧光源，该左侧光源和右侧光源分别位于检测位置左右两侧的上方，用于在点亮后侧向照射位于检测位置上的被测产品正面。本实施例中RGB三色光源设置于检测位置上方，具有红色光源、绿色光源和蓝色光源，用于分别点亮红、绿、蓝色光源后正向照射位于检测位置上的被测产品正面。本实施例中背光源位于检测位置下方，用于照射位于检测位置上的被测产品背面。
本实施例中正光源、左侧光源、右侧光源、RGB三色光源和背光源均与光源频闪控制器电路连接，可通过光源频闪控制器按一定顺序及特定高速频率依次点亮正光源、左侧光源、右侧光源、红色光源、绿色光源、蓝色光源和背光源。
本例中标准工业单色相机设置于检测位置上方，按特定高速频率曝光取像，用于在各路光源点亮时获取被该点亮光源照射的被测产品正面的黑白图像。
本实施例中对应检测位置设有感应触发器，当产品输送机构将被测产品输送至检测位置后，感应触发器被触发，产生被测产品就位信号。
本实施例中处理器与光源频闪控制器、标准工业单色相机和感应触发器连接，该处理器连接打标装置和存储器，存储器上存储有可供处理器执行的计算机程序，该计算机程序被执行时实现以下方法的步骤：
获取感应触发器产生的被测产品就位信号，并在获取到就位信号后控制光源频闪控制器工作，光源频闪控制器按一定顺序及特定高速频率依次点亮光源；
通过标准工业单色相机获取被测产品在正光源、左侧光源和右侧光源分别照射下的产品正面的正光源图像、左侧光源图像和右侧光源图像；
通过标准工业单色相机获取被测产品在红色光源、绿色光源、蓝色光源下的产品正面的红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像；
通过标准工业单色相机获取被测产品在背光源照射下的产品正面的背光源图像，在背光源照射下标准工业单色相机获取的被测产品正面图像中产品的边缘将更加锐利，以利于产品外观大小值的量测；
根据正光源图像和多张侧光源图像基于相应位置灰阶值大小关系计算出被测产品上瑕疵的立体特征；
分别识别红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上的被测产品瑕疵特性；
基于瑕疵的立体特征及该瑕疵在红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上瑕疵特性判断瑕疵的类别；
基于背光源图像确定被测产品的外观大小；
基于被测产品上的瑕疵类别、相应瑕疵类别的数量（该数量在瑕疵类别确定后简单统计得到）及被测产品的外观大小值判断被测产品的产品等级；
根据产品等级控制打标装置将与产品等级对应的标识贴在该被测产品上。
本实施例通过使用多组光源在不同角度交替打光，使单排相机实现同时获取多路异态目标图像，并将各路图像发送至不同图像处理通道，各通道可以实现独立检测，或将图像分析结果综合以实现多维检测。工业产品的瑕疵有很多种形态，采用多组光源，可以全方位的检测出各种类型瑕疵，并通过综合各组光源下的图像特征变化，得出瑕疵的立体信息。正光源图像体现出瑕疵的平面信息，通过和左右两个侧光源图像特征的结合，相应位置灰阶值大小的关系，计算出瑕疵的立体特征，凸或凹的特性。
本例中使用红绿蓝三种单色光源，依次闪烁获取工业产品的完整图像，先拆分成三张单通道图像，分别检测。不同通道对不同材质的瑕疵具有不同的敏感性，例如红色色差缺陷，在红色通道图像中会出现最明显的特性差异。根据不同通道检测到的瑕疵特性，通过组态得出这个瑕疵的最后类别。
本实施例中检测和量测工作一般需要不同的光源特性，以得到最好的效果，所有量测通道会使用专门的光源***，使得被量测物体的边缘得到最锐利的图像呈现。通过正面的正光源和侧光源做瑕疵检测，通过单独的背光源来做产品的外观大小量测。
本实施例可获取瑕疵的立体特征、在RGB三色下的瑕疵特性和被测产品尺寸三个维度的数据，可根据实际检测需求利用其中的某一种或几种数据进行判断。

Claims (8)

1.一种基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***，其特征在于，包括：
正光源，用于照射位于检测位置上的被测产品正面；
多组侧光源，用于在多个不同角度照射位于检测位置上的被测产品正面；
RGB三色光源，用于分别用红、绿、蓝单色光源照射位于检测位置上的被测产品正面；
背光源，用于照射位于检测位置上的被测产品背面；
光源频闪控制器，用于控制所述正光源、侧光源、RGB三色光源和背光源按特定高速频率且按一定顺序依次点亮；
标准工业单色相机，用于在光源点亮时获取被光源照射的被测产品正面的黑白图像；
处理器，与所述光源频闪控制器和标准工业单色相机连接。
2.根据权利要求1所述的基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***，其特征在于：所述处理器上电路连接用于采集检测位置上是否有被测产品的感应触发器。
3.根据权利要求1或2所述的基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***，其特征在于：所述处理器上电路连接有用于往所述被测产品上贴上标签的打标装置。
4.应用权利要求1~3任意一项所述基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***的检测方法，其特征在于：
通过标准工业单色相机获取被测产品在正光源和多组侧光源分别照射下的产品正面的正光源图像和多张侧光源图像；
根据正光源图像和多张侧光源图像基于相应位置灰阶值大小关系计算出被测产品上瑕疵的立体特征；
基于瑕疵的立体特征及被测产品上相应立体特征的数量判断被测产品的产品等级。
5.应用权利要求1~3任意一项所述基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***的检测方法，其特征在于：
通过标准工业单色相机获取被测产品在RGB三色光源照射下的产品正面的红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像；
分别识别红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上的被测产品瑕疵特性；
基于瑕疵在红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上瑕疵特性判断瑕疵的类别；
基于被测产品上的瑕疵类别及相应瑕疵类别的数量判断被测产品的产品等级。
6.应用权利要求1~3任意一项所述基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***的检测方法，其特征在于：
通过标准工业单色相机获取被测产品在背光源照射下的产品正面的背光源图像；
基于背光源图像确定被测产品的外观大小；
基于被测产品的外观大小值判断被测产品的产品等级。
7.应用权利要求1~3任意一项所述基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***的检测方法，其特征在于：
通过标准工业单色相机获取被测产品在正光源和多组侧光源分别照射下的产品正面的正光源图像和多张侧光源图像；
通过标准工业单色相机获取被测产品在RGB三色光源照射下的产品正面的红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像；
根据正光源图像和多张侧光源图像基于相应位置灰阶值大小关系计算出被测产品上瑕疵的立体特征；
分别识别红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上的被测产品瑕疵特性；
基于瑕疵的立体特征及该瑕疵在红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像上瑕疵特性判断瑕疵的类别；
基于被测产品上的瑕疵类别及相应瑕疵类别的数量判断被测产品的产品等级。
8.应用权利要求1~3任意一项所述基于标准工业相机的可组态智能视觉检测***的检测方法，其特征在于：
通过标准工业单色相机获取被测产品在正光源和多组侧光源分别照射下的产品正面的正光源图像和多张侧光源图像；
通过标准工业单色相机获取被测产品在RGB三色光源照射下的产品正面的红光源图像、绿光源图像和蓝光源图像；
通过标准工业单色相机获取被测产品在背光源照射下的产品正面的背光源图像；
根据正光源图像和多张侧光源图像基于相应位置灰阶值大小关系计算出被测产品上瑕疵的立体特征；
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基于背光源图像确定被测产品的外观大小；
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