CN117761060A - 一种视觉检测***及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种视觉检测***及其检测方法，包括放置底板，放置底板的顶端设置有放置架，放置架的正面竖直设置有用于调节竖直拍摄位置的直线移动模组，直线移动模组的一侧设置有定位组件，直线移动模组的正面设置有视觉检测的拍摄组件，拍摄组件包括拍摄像机、遮光机构和检测分析***，检测分析***包括图像输入单元、缺陷定位单元、算法处理单元、处理判定单元和输出单元。本发明拍摄组件在对缺陷完成定位之后，通过过滤模块和划分模块的缺陷分析，使得缺陷能够得以分析，这样通过缺陷的分析之后，能够更加准确地进行缺陷的判断，因此不会造成缺陷的误判，使得对物料的检测判断更加准确，进一步的减少物料检测判断的损失。
Description
技术领域
本发明涉及视觉检测***领域，特别涉及一种视觉检测***及其检测方法。
背景技术
在使用收料设备进行物料的收取时，首先是需要使用视觉检测***进行物料的检测，待到检测完成之后在进行物料的打包收取，但是传统的视觉检测***，其在进行视觉检测时，通过一些光学的调节，提升拍照图像的清晰度，然后找到物料的缺陷，这样的检测方式虽然能够清晰的定位出物料所存在的缺陷，但是对于缺陷的种类却没有进行分析和划分，而在实际的生产过程中，一些物料的缺陷在不影响产品使用的前提下，是能够进行收取打包的，因此传统的视觉检测***，没有进行缺陷的划分分析，就使得对一些合格的产品造成误判，这样就造成了一些物料的损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种视觉检测***及其检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种视觉检测***，包括放置底板，所述放置底板的顶端设置有放置架，所述放置架的正面竖直设置有用于调节竖直拍摄位置的直线移动模组，所述直线移动模组的一侧设置有用于移动位置定位的定位组件，所述直线移动模组的正面设置有视觉检测的拍摄组件，所述拍摄组件包括拍摄像机、遮光机构和用于缺陷分析的检测分析***，所述检测分析***包括图像输入单元、缺陷定位单元、算法处理单元、处理判定单元和输出单元。
优选的，所述放置架包括N形架，所述N形架两臂的底部均固定连接有安装板，所述安装板固定连接在放置底板的顶端，所述N形架的正面设置有连接滑架，所述定位组件包括设置于连接滑架一侧定位插片。
优选的，所述连接滑架滑动套设在直线移动模组的中部，所述直线移动模组其中一侧的顶部和底部分别设置有用于配合定位插片实现定位的光感应器，所述直线移动模组的顶部设置有用于驱动直线移动模组移动的驱动电机。
优选的，所述直线移动模组的正面设置有用于连接拍摄组件的连接机构，所述连接机构包括固定连接在直线移动模组正面的连接板，所述连接板中部的正面设置有连接块，所述连接块远离连接板的一端与拍摄像机的背面固定连接，所述连接板底部的正面是设置有用于连接遮光机构的连接架。
优选的，所述遮光机构包括固定连接在连接架底端的遮光架，所述遮光架的中部设置有多个遮光板，所述遮光架的中部且位于拍摄像机的正下方设置有用于限定拍照视野范围的视野范围框。
优选的，所述拍摄像机的底端与视野范围框的顶端之间设置有用于调节拍摄像机焦距的镜头组。
优选的，所述图像输入单元包括图像输入模块和器件定位模块，用于图像的传输和检测区域的定位；
所述缺陷定位单元包括灰阶对比模块和缺陷分类模块，且所述缺陷分类模块包括实例分割部和缺陷分类部，用于缺陷的判定和分类；
所述算法处理单元包括后处理算法模块，用于缺陷的第一优化处理；
所述处理判定单元包括过滤模块和划分模块，用于缺陷的划分；
所述输出单元包括缺陷分类输出模块、缺陷大小输出模块和缺陷坐标位置输出模块，用于缺陷的输出。
优选的，所述器件定位模块和灰阶对比模块基于传统视觉进行器件检测区域的定位和定位缺陷的灰阶比对，所述缺陷分类模块基于深度学习进行实例分割和缺陷分类。
优选的，所述处理判定单元基于规则判定算法。
一种视觉检测***的检测方法，采用所述的视觉检测***，所述检测方法包括以下几个步骤；
第一步，首先将待检测的物料输送至视野范围框的正下方，此时驱动电机启动，并控制直线移动模组进行竖直方向的移动，找准物料的拍摄位置，同时在直线移动模组移动的过程中带动拍摄像机同步移动，并通过定位插片与光感应器之间的配合，进行拍照位置的定位；
第二步，位置调节好之后，启动拍摄像机，并调节好镜头组，确认好拍摄焦距之后，进行待检测物料的拍摄；
第三步，检测分析***在图像输入单元的信号传输下，进行拍摄照片的检测分析，若图像存在缺陷时，先通过器件定位模块进行检测区域的定位，之后利用缺陷定位单元进行缺陷的灰阶比对，之后利用深度学习进行缺陷的实例分割和分类，再依次通过算法处理单元和处理判定单元进一步的进行缺陷的计算和划分，得到缺陷的分类、缺陷的大小和缺陷的坐标位置；
第四步，将所得到的缺陷分类、缺陷大小和缺陷坐标位置通过输出单元进行输出，此时一组物料的视觉检测完成。
本发明的技术效果和优点：
本发明拍摄组件包括拍摄像机、遮光机构和用于缺陷分析的检测分析***，且在检测分析***处设置了算法处理单元和处理判定单元，在对缺陷完成定位之后，通过过滤模块和划分模块的缺陷分析，使得缺陷能够得以分析，这样通过缺陷的分析之后，能够更加准确地进行缺陷的判断，因此不会造成缺陷的误判，使得对物料的检测判断更加准确，进一步的减少物料检测判断的损失。
附图说明
图1为本发明视觉检测***的结构组成示意图。
图2为本发明直线移动模组与拍摄组件的结构连接示意图。
图3为本发明直线移动模组的结构示意图。
图4为本发明直线移动模组的结构侧视图。
图5为本发明直线移动模组的结构正视图。
图6为本发明规则判定算法的计算流程图。
图中：1、放置底板；2、N形架；201、安装板；3、直线移动模组；301、驱动电机；302、连接滑架；303、连接板；304、连接块；305、连接架；306、光感应器；307、定位插片；4、拍摄像机；401、镜头组；5、遮光架；501、遮光板；502、视野范围框。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，本发明提供了如图1-6所示的一种视觉检测***，包括放置底板1，放置底板1的顶端设置有放置架，放置架的正面竖直设置有用于调节竖直拍摄位置的直线移动模组3，直线移动模组3的一侧设置有用于移动位置定位的定位组件，直线移动模组3的正面设置有视觉检测的拍摄组件，拍摄组件包括拍摄像机4、遮光机构和用于缺陷分析的检测分析***，检测分析***包括图像输入单元、缺陷定位单元、算法处理单元、处理判定单元和输出单元。
具体的，放置架包括N形架2，N形架2两臂的底部均固定连接有安装板201，安装板201固定连接在放置底板1的顶端，N形架2的正面设置有连接滑架302，定位组件包括设置于连接滑架302一侧定位插片307。
需要说明的是，N形架2作为整个假设的机构，是提供给拍摄组件一个架设的高度，通过这个结构的设置，能够使得拍摄组件处于悬置的状态，这样在进行拍照时就能够调节拍摄组件的设置高度，使得拍照时能够更加灵活的调节拍摄的高度，使得拍摄的教具更易找准，同时也能够使得不同尺寸的物料得以进行调焦拍摄。
进一步的，连接滑架302滑动套设在直线移动模组3的中部，直线移动模组3其中一侧的顶部和底部分别设置有用于配合定位插片307实现定位的光感应器306，直线移动模组3的顶部设置有用于驱动直线移动模组3移动的驱动电机301。
需要说明的是，本方案中所使用的直线移动模组3为丝杆形直线模组，其通过与连接滑架302之间的配合，使得在连接滑架302的支撑下，直线移动模组3启动之后，根据驱动电机301的转动控制方向，使得直线移动模组3能够进行竖直方向的移动，这样在直线移动模组3的移动带动下，拍摄组件可以进行竖直方向设置的调节。
光感应器306是配合定位插片307进行位置的感应定位，在定位插片307穿插过对应位置处的光感应器306处时，就能够获悉位置，而定位插片307的位置跟随连接滑架302不移动，而光感应器306跟随直线移动模组3进行竖直方向的移动，这样就能够直到直线移动模组3竖直移动的位置。
具体的，直线移动模组3的正面设置有用于连接拍摄组件的连接机构，连接机构包括固定连接在直线移动模组3正面的连接板303，连接板303中部的正面设置有连接块304，连接块304远离连接板303的一端与拍摄像机4的背面固定连接，连接板303底部的正面是设置有用于连接遮光机构的连接架305。
需要说明的是，连接板303固定连接在直线移动模组3正面的底部，这样连接板303跟随直线移动模组3进行同步移动，而连接块304固定连接在连接板303正面的中部，这样通过连接块304进行拍摄像机4的连接固定，使得拍摄像机4可以跟随直线移动模组3进行同步移动。
进一步的，遮光机构包括固定连接在连接架305底端的遮光架5，遮光架5的中部设置有多个遮光板501，遮光架5的中部且位于拍摄像机4的正下方设置有用于限定拍照视野范围的视野范围框502。
需要说明的是，本方案通过连接架305进行遮光架5的固定，这样遮光架5就能够跟随直线移动模组3进行同步调节移动，在遮光架5的移动过程中，带动视野范围框502进行同步移动，以此保障在待检测的物料移动至视野范围框502的正下方之后，通过移动视野范围框502能够更好地罩住待检测物料，使得拍摄像机4可以更加准确的进行拍摄，以此能够减少外物的拍摄干扰，使得后期的图像分析更加的准确。
再进一步的，拍摄像机4的底端与视野范围框502的顶端之间设置有用于调节拍摄像机4焦距的镜头组401。
需要说明的是，本方案所使用的镜头组401为MVL-KF0814M-12MPE工业镜头，其具有F1.4大光圈，1.1"，1200万分辨率，C接口工业镜头高分辨率，画面清晰度一致性高、低畸变、不同物距下均保持出色的光学性能、超高图像周边光亮比等优点，通过镜头组401的设置，使得拍摄像机4能够更加清晰准确的进行待检测无聊照片的拍摄。
具体的，图像输入单元包括图像输入模块和器件定位模块，用于图像的传输和检测区域的定位；
需要说明的是，在拍摄像机4的顶部设置有通讯接口，该通讯接口与工控机进行电性连接之后，利用图像输入单元就能够将拍摄像机4所拍摄的图像信息传输至工控机内进行检测分析，而在进行图像的检测分析时，是通过器件定位模块进行图像检测区域的定位，该定位的位置是预先在器件定位模块处进行设定，待到设定完成之后，就能够准确的定位到待检测的区域，实现对检测区域快速定位，快速的排除干扰，进一步的提升检测的准确性。
缺陷定位单元包括灰阶对比模块和缺陷分类模块，且缺陷分类模块包括实例分割部和缺陷分类部，用于缺陷的判定和分类；
需要说明的是，缺陷分类模块是进行深度学习，实现进行实例分割和缺陷分类，利用这样的方式就能够实现缺陷种类的分隔，使得缺陷种类分析更加清楚，这样在进行后续的缺陷分析时，能够更加准确的获悉缺陷的形式和类别，使得对物料的合格性判断更加准确。
进一步的，器件定位模块和灰阶对比模块基于传统视觉进行器件检测区域的定位和定位缺陷的灰阶比对，缺陷分类模块基于深度学习进行实例分割和缺陷分类。
算法处理单元包括后处理算法模块，用于缺陷的第一优化处理；
需要说明的是，后处理算法是指在数据处理的最后阶段对结果进行进一步处理和优化的算法。它通常用于改善数据的质量、提高模型的性能或增加预测的准确性。后处理算法可以应用于各种领域，如图像处理、自然语言处理、机器学***滑化、归一化、过滤、聚类、分类等。这些步骤旨在修复潜在的错误、减少噪声、调整预测结果或提供更好的解释性。在图像处理中，后处理算法可以用于去除图像中的伪影、增强细节、调整图像的亮度和对比度等。而在自然语言处理中，后处理算法可以用于纠正语法错误、处理模糊的词义、提高翻译的流畅性等。总的来说，后处理算法在数据处理的最后阶段起到了关键作用，它可以帮助我们改善数据和模型的表现，并提高我们对数据的理解和利用效果。
处理判定单元包括过滤模块和划分模块，用于缺陷的划分；
进一步的，处理判定单元基于规则判定算法，首先通过过滤模块将检测部分划分为多区域块进行合格区筛分过滤，若是合格区域，则输出过滤，若否，则通过点线划分，分别通过长度规则、面积规则和数目规则进行缺陷的分类、缺陷的大小确定和缺陷的坐标位置确定。
需要说明的是，长度规则是根据残次品所对应的长度作为规则标准，面积规则是根据残次品对应的残次面积作为规则标准，通过长度规则和面积规则来确定缺陷的大小和缺陷的分类，而数目规则是根据划分出的检测区域，判定为残次区域的数量对应进行缺陷坐标的定位。
输出单元包括缺陷分类输出模块、缺陷大小输出模块和缺陷坐标位置输出模块，用于缺陷的输出。
实施例二，本发明提供了一种视觉检测***的检测方法，采用视觉检测***，检测方法包括以下几个步骤；
第一步，首先将待检测的物料输送至视野范围框502的正下方，此时驱动电机301启动，并控制直线移动模组3进行竖直方向的移动，找准物料的拍摄位置，同时在直线移动模组3移动的过程中带动拍摄像机4同步移动，并通过定位插片307与光感应器306之间的配合，进行拍照位置的定位；
需要说明的是，该步骤是进行拍照前的准备工作，通过该步骤进行调节之后，能够更加准确的实现对待检测物料的定位。
第二步，位置调节好之后，启动拍摄像机4，并调节好镜头组401，确认好拍摄焦距之后，进行待检测物料的拍摄；
需要说明的是，该步骤是通过拍摄像机4获取待检测物料的图像信息，通过获取图像信息后，再进行图像的分析。
第三步，检测分析***在图像输入单元的信号传输下，进行拍摄照片的检测分析，若图像存在缺陷时，先通过器件定位模块进行检测区域的定位，之后利用缺陷定位单元进行缺陷的灰阶比对，之后利用深度学习进行缺陷的实例分割和分类，再依次通过算法处理单元和处理判定单元进一步的进行缺陷的计算和划分，得到缺陷的分类、缺陷的大小和缺陷的坐标位置；
第四步，将所得到的缺陷分类、缺陷大小和缺陷坐标位置通过输出单元进行输出，此时一组物料的视觉检测完成。
需要说明的是，通过将对应分类号的缺陷输出之后，进行分析比对，筛选出不合格产品，这样分类筛选之后，能够使得检测筛选更加准确。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种视觉检测***，包括放置底板(1)，其特征在于，所述放置底板(1)的顶端设置有放置架，所述放置架的正面竖直设置有用于调节竖直拍摄位置的直线移动模组(3)，所述直线移动模组(3)的一侧设置有用于移动位置定位的定位组件，所述直线移动模组(3)的正面设置有视觉检测的拍摄组件，所述拍摄组件包括拍摄像机(4)、遮光机构和用于缺陷分析的检测分析***，所述检测分析***包括图像输入单元、缺陷定位单元、算法处理单元、处理判定单元和输出单元。
2.根据权利要求1所述的一种视觉检测***，其特征在于，所述放置架包括N形架(2)，所述N形架(2)两臂的底部均固定连接有安装板(201)，所述安装板(201)固定连接在放置底板(1)的顶端，所述N形架(2)的正面设置有连接滑架(302)，所述定位组件包括设置于连接滑架(302)一侧定位插片(307)。
3.根据权利要求2所述的一种视觉检测***，其特征在于，所述连接滑架(302)滑动套设在直线移动模组(3)的中部，所述直线移动模组(3)其中一侧的顶部和底部分别设置有用于配合定位插片(307)实现定位的光感应器(306)，所述直线移动模组(3)的顶部设置有用于驱动直线移动模组(3)移动的驱动电机(301)。
4.根据权利要求1所述的一种视觉检测***，其特征在于，所述直线移动模组(3)的正面设置有用于连接拍摄组件的连接机构，所述连接机构包括固定连接在直线移动模组(3)正面的连接板(303)，所述连接板(303)中部的正面设置有连接块(304)，所述连接块(304)远离连接板(303)的一端与拍摄像机(4)的背面固定连接，所述连接板(303)底部的正面是设置有用于连接遮光机构的连接架(305)。
5.根据权利要求4所述的一种视觉检测***，其特征在于，所述遮光机构包括固定连接在连接架(305)底端的遮光架(5)，所述遮光架(5)的中部设置有多个遮光板(501)，所述遮光架(5)的中部且位于拍摄像机(4)的正下方设置有用于限定拍照视野范围的视野范围框(502)。
6.根据权利要求5所述的一种视觉检测***，其特征在于，所述拍摄像机(4)的底端与视野范围框(502)的顶端之间设置有用于调节拍摄像机(4)焦距的镜头组(401)。
7.根据权利要求1所述的一种视觉检测***，其特征在于，所述图像输入单元包括图像输入模块和器件定位模块，用于图像的传输和检测区域的定位；
所述缺陷定位单元包括灰阶对比模块和缺陷分类模块，且所述缺陷分类模块包括实例分割部和缺陷分类部，用于缺陷的判定和分类；
所述算法处理单元包括后处理算法模块，用于缺陷的第一优化处理；
所述处理判定单元包括过滤模块和划分模块，用于缺陷的划分；
所述输出单元包括缺陷分类输出模块、缺陷大小输出模块和缺陷坐标位置输出模块，用于缺陷的输出。
8.根据权利要求7所述的一种视觉检测***，其特征在于，所述器件定位模块和灰阶对比模块基于传统视觉进行器件检测区域的定位和定位缺陷的灰阶比对，所述缺陷分类模块基于深度学习进行实例分割和缺陷分类。
9.根据权利要求7所述的一种视觉检测***，其特征在于，所述处理判定单元基于规则判定算法。
10.一种视觉检测***的检测方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的视觉检测***，所述检测方法包括以下几个步骤；
第一步，首先将待检测的物料输送至视野范围框(502)的正下方，此时驱动电机(301)启动，并控制直线移动模组(3)进行竖直方向的移动，找准物料的拍摄位置，同时在直线移动模组(3)移动的过程中带动拍摄像机(4)同步移动，并通过定位插片(307)与光感应器(306)之间的配合，进行拍照位置的定位；
第二步，位置调节好之后，启动拍摄像机(4)，并调节好镜头组(401)，确认好拍摄焦距之后，进行待检测物料的拍摄；
第三步，检测分析***在图像输入单元的信号传输下，进行拍摄照片的检测分析，若图像存在缺陷时，先通过器件定位模块进行检测区域的定位，之后利用缺陷定位单元进行缺陷的灰阶比对，之后利用深度学习进行缺陷的实例分割和分类，再依次通过算法处理单元和处理判定单元进一步的进行缺陷的计算和划分，得到缺陷的分类、缺陷的大小和缺陷的坐标位置；
第四步，将所得到的缺陷分类、缺陷大小和缺陷坐标位置通过输出单元进行输出，此时一组物料的视觉检测完成。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118023164A (zh) * | 2024-04-12 | 2024-05-14 | 漳州农智数控科技有限公司 | 一种多通道小水果视觉分选机 |
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- 2023-09-19 CN CN202311214081.0A patent/CN117761060A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118023164A (zh) * | 2024-04-12 | 2024-05-14 | 漳州农智数控科技有限公司 | 一种多通道小水果视觉分选机 |
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