CN216747463U - 一种在线物体表面缺陷的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种在线物体表面缺陷的检测装置，包括：支架，支架包括设于生产线上方的第一横梁；多部相机，阵列式设于第一横梁上，阵列的多部相机形成拍摄区域，用于拍摄生产线上的目标物体的被测表面；反射光源，设于第一横梁上，用于照射拍摄区域，且所述反射光源所产生的光线与所述目标物体的被测表面成一定的角度；控制模块，与多部相机和反射光源电连接，目标物体输送到拍摄区域内时，控制模块控制多部相机同时一次或多次对目标物体的被测表面进行拍摄，并将拍摄数据向外部传输。本实用新型使用阵列的多部相机增大拍摄区域，以保证对大被测表面的目标物体进行高精度的拍摄，用于目标物体的被测表面检测。

Description

一种在线物体表面缺陷的检测装置

技术领域

本实用新型属于视觉检测技术领域，具体涉及一种能够高精度检测大物品的表面缺陷的检测装置。

背景技术

视觉检测技术就是使用机器来代替人工做检测，也就是通过图像摄取装置将被检测物转换成图像信号，再将图像信号传递到图像处理***进行识别特征和/或运算等，以进一步辨别。在自动化的生产线上，需要对所生产的产品的表面进行缺陷检测，以确保产品的质量和工艺的一致性。现有对产品的表面的检测主要是针对中小产品，使用一部图像摄取装置对整个中小产品的被测表面进行整体拍摄，当产品的被测表面比较大时，所拍摄的图像的像素分辨率与产品的被测表面的面积存在反比关系，使得所拍摄的图像的像素分辨率不达标，无法满足表面缺陷的检测需求。

实用新型内容

为了解决上述全部或部分问题，本实用新型目的在于提供一种在线物体表面缺陷的检测装置，使用阵列的多部相机增大拍摄区域，以提高所拍摄的图像的像素分辨率，能够对具有大面积表面的目标物品进行高精度的拍摄，用于检测目标物体的表面是否存在形状、形位、凸起、异物、变形、擦划伤、色差、孔洞、裂缝等缺陷，以满足产品质量的检测需求。

本实用新型提供了一种在线物体表面缺陷的检测装置，包括：支架，所述支架包括设于生产线上方的第一横梁；多部相机，阵列式设于所述第一横梁上，阵列的所述多部相机形成拍摄区域，用于拍摄生产线上的目标物体的被测表面；反射光源，设于所述第一横梁上，用于照射拍摄区域，且所述反射光源所产生的光线与所述目标物体的被测表面成一定的角度；控制模块，与所述多部相机和所述反射光源电连接，所述目标物体输送至所述拍摄区域内时，所述控制模块控制所述多部相机同时一次或多次对所述目标物体的被测表面进行拍摄，并将拍摄数据向外部传输。

进一步地，所述多部相机的阵列间距依据所拍摄图像的像素分辨率调整，所述拍摄区域依据所述目标物体的被测表面的面积调整。

进一步地，所述目标物体上任意一点能够被三个及以上的所述相机拍摄。

进一步地，所述控制模块包括多个控制器，每个控制器与小于等于十部所述相机电连接，控制相机对所述目标物体进行拍摄，并将拍摄数据向外部传输。

进一步地，还包括速度传感器，所述速度传感器检测所述目标物体的移动速度，且与所述控制模块电连接，所述控制模块依据目标物体的移动速度调整所述相机的拍摄频率。

进一步地，还包括间距标定尺，用于标定所述多部相机的像素分辨率。

进一步地，所述反射光源包括多个子光源，所述子光源的数量依据所述拍摄区域和所述目标物体的被测表面的面积调整。

进一步地，所述子光源为近红外单色平行光源。

进一步地，所述多部相机线性阵列或矩形阵列在所述第一横梁上。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种在线物体表面缺陷的检测装置，是通过支架设置在生产线上方阵列的多部相机来增大拍摄区域，再在生产线上方设置反射光源，照亮生产线上的目标物体的被测表面，使得被测表面清晰地被拍摄在多部相机中，提高了相机所拍摄图像的像素分辨率，容易判别被测表面是否存在形状、形位、凸起、异物、变形、擦划伤、色差、孔洞、裂缝等缺陷。在目标物体的被测表面的长度或宽度大于拍摄区域的长度或宽度时，控制模块可以控制多部相机多次对目标物体的被测表面分段拍摄，以提高所拍摄图像的像素分辨率。上述在线物体表面缺陷的检测装置不需要任何运动构件，既减少运动过程的误差，又能够提高所拍摄图像的像素分辨率，还可以对大面积表面的目标物体进行高精度的拍摄，再通过控制模块将拍摄数据向外部传输，用于目标物体的被测表面检测，容易判别被测表面是否存在形状、形位、凸起、异物、变形、擦划伤、色差、孔洞、裂缝等缺陷，满足表面缺陷的检测需求。

另外，本实用新型的在线物体表面缺陷的检测装置的结构简单，制造容易，使用安全稳定，具有广阔的市场前景和应用推广价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例的在线物体表面缺陷的检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的在线物体表面缺陷的检测装置中光线的示意图；

图3为本实用新型实施例的在线物体表面缺陷的检测装置的侧视图；

图4为本实用新型实施例的在线物体表面缺陷的检测装置的立体示意图；

图5为本实用新型实施例的间距标定尺的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的拼接标定尺的结构示意图；

图7为图6中本实用新型实施例的拼接标定尺的放大示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种在线物体表面缺陷的检测装置做进一步详细的描述。

如图1至图3所示，其示为本实用新型实施例的一种在线物体表面缺陷的检测装置。在线物体表面缺陷的检测装置100包括支架1、多部相机2、反射光源11及控制模块。支架1包括设于生产线10上方的第一横梁4，第一横梁4的长度大于生产线10的宽度。多部相机2阵列式设于第一横梁4上，阵列的多部相机2形成拍摄区域，用于拍摄生产线10上的目标物体9的被测表面。反射光源11设于第一横梁4上，用于照射拍摄区域，且反射光源11所产生的光线与目标物体9的被测表面成一定的角度，防止被目标物体9的被测表面反射后的反射光直接进入多部相机2的镜头中，减少拍摄中曝光不足等影响所拍摄的图像质量的问题。控制模块与多部相机2和反射光源11电连接，目标物体9输送至拍摄区域内时，控制模块控制多部相机2同时对目标物体9进行拍摄，当目标物体9的被测表面的长度小于拍摄区域的长度时，多部相机2仅拍摄一次用以提高拍摄效率，当目标物体9的被测表面的长度大于等于拍摄区域的长度时，多部相机2拍摄多次，以满足表面缺陷的检测需求。拍摄后，控制模块并将拍摄数据向外部传输，用于目标物体9的被测表面检测。外部接收拍摄数据的可以是PC机，该PC机上运行专用的检测软件，能够对多部相机2的拍摄数据进行缺陷抓取，形成异常点，再根据异常点进行级别区分，或者在显示装置中显示被测表面上异常点的位置，方便工作人员进一步的工作。

本实用新型实施例的在线物体表面缺陷的检测装置100，是通过支架1设置在生产线10上方阵列的多部相机2来增大拍摄区域，再在生产线10上方设置反射光源11，照亮生产线10上的目标物体8的被测表面，使得被测表面清晰地被拍摄在多部相机2中，提高了相机2所拍摄图像的像素分辨率，容易判别被测表面是否存在形状、形位、凸起、异物、变形、擦划伤、色差、孔洞、裂缝等缺陷。在目标物体9的被测表面的长度或宽度大于拍摄区域的长度或宽度时，控制模块可以控制多部相机多次对目标物体9的被测表面分段拍摄，以提高所拍摄图像的像素分辨率。上述在线物体表面缺陷的检测装置100不需要任何运动构件，既减少运动过程的误差，又能够提高所拍摄图像的像素分辨率，还可以对大面积表面的目标物体9进行高精度的拍摄，再通过控制模块将拍摄数据向外部传输，用于目标物体9的被测表面检测，容易判别被测表面是否存在形状、形位、凸起、异物、变形、擦划伤、色差、孔洞、裂缝等缺陷，满足表面缺陷的检测需求。

在本实施例中，多部相机2的阵列间距依据所拍摄图像的像素分辨率调整，拍摄区域依据目标物体9的被测表面的大小调整。在生产线10上，不同的目标物体9在表面缺陷的检测时所需要拍摄图像的像素分辨率不同，尤其是目标物体9的被测表面的高度不同。多部相机2阵列式设于第一横梁4上，第一横梁4与生产线10的垂直距离是不变的，故多部相机2与生产线10的垂直距离也是不变的，目标物体9的被测表面的高度不同，导致目标物体9的被测表面与多部相机2之间的距离不同，故需要调整多部相机2的阵列间距来保持所拍摄图像的像素分辨率能够满足表面缺陷的检测的需求，以提高目标物体9的被测表面检测的精度。同样，在生产线10上，目标物体9的被测表面的宽度需要小于拍摄区域的宽度，尤其是目标物体9的宽度和高度不同，影响目标物体9是否在拍摄区域内。拍摄区域是由多部相机2形成的，因多部相机2阵列式设于第一横梁4上，所以拍摄区域由上到下逐渐增大，目标物体9的被测表面需要在拍摄区域内才能够被拍摄到，故需要调整阵列的多部相机2的数量来调整拍摄区域的大小，来确保目标物体9的被测表面在拍摄区域内，也就是说目标物体9的被测表面的清晰地被拍摄能够满足表面缺陷的检测的需求，以提高目标物体9的被测表面检测的精度。为了进一步提高拍摄效果，本实用新型的在线物体表面缺陷的检测装置100能够让目标物体9上任意一点被三个及以上的相机拍摄，满足表面缺陷的检测的需求，进一步提高目标物体9的被测表面检测的精度。

如图4至图7所示，本实施例的在线物体表面缺陷的检测装置100还包括间距标定尺5，间距标定尺5用于标定相机的像素分辨率。上述多部相机2的阵列间距依据所拍摄图像的像素分辨率调整，也就是说，所拍摄图像的像素分辨率影响了多部相机2的阵列间距，故在线物体表面缺陷的检测装置100设有间距标定尺5，既方便调整多部相机2的阵列间距，又减小调整的误差。另一实施例中，在线物体表面缺陷的检测装置100还包括拼接标定尺6，拼接标定尺6用于标定多部相机的拍摄块之间的拼接位置，在线物体表面缺陷的检测装置100是通过多部相机2形成拍摄区域，目标物体9的被测表面需要显示在显示装置中时，被每一部相机2所拍摄的图像需要拼接成一幅完整的图像，才能够完整显示，并将缺陷进行标注，故需要拼接标定板6来确定各个相机2的相对位置(阵列间距)以及视场位置(镜头方向)。如图6所示，拼接标定板6上带有长度逐渐增大和/或减小的凹槽排列，将拼接标定板6设于生产线10上，多部相机2进行拍摄，依据所拍摄图像上凹槽排列的关系进行图像拼接，再依据图像拼接结果来调整各个相机2的相对位置(阵列间距)以及视场位置(镜头方向)。在线物体表面缺陷的检测装置100一般先使用拼接标定板6进行标定，再使用间距标定板7进行标定。

如图3所示，在线物体表面缺陷的检测装置100的控制模块包括多个控制器8，每个控制器8与小于等于十部相机2电连接，控制相机2对目标物体9的被测表面进行拍摄，再将所拍摄的图像进行预处理，例如压缩，再将拍摄数据向外部传输。在线物体表面缺陷的检测装置100还包括速度传感器，速度传感器检测目标物体9的移动速度，且与控制模块电连接，控制模块依据目标物体9的移动速度调整相机的拍摄频率。当目标物体9的被测表面的长度小于拍摄区域的长度时，也就是说，目标物体9的被测表面可以完全处于拍摄区域内，多部相机2可以仅一次对目标物体9的被测表面进行拍摄，目标物体9在生产线10运动，现通过速度传感器检测目标物体9的移动速度，控制模块依据目标物体9的移动速度调整相机的拍摄频率，使得多部相机2仅需对目标物体9进行一次拍摄，既提高拍摄效率，又减小拍摄误差。当目标物体9的被测表面的长度大于拍摄区域的长度时，也就是说，目标物体9的被测表面需要分段进行拍摄，如何减少分段以及分段的位置，现通过速度传感器检测目标物体9的移动速度，控制模块依据目标物体9的移动速度调整相机的拍摄频率，使得多部相机2使用最少次数对目标物体9的被测表面进行拍摄，既提高拍摄效率，又减小拍摄误差。

在本实施例中，投影光源3包括多个子光源，子光源的数量依据拍摄区域和目标物体9的被测表面调整，改善拍摄环境的光线，提高拍摄的效果，以满足表面缺陷的检测的需求。本实施例中优选的子光源为功率大于等于250W/m²的近红外单色平行光源，以提高拍摄照片的清晰度。

在本实施例中，多部相机2在第一横梁4上线性阵列，也就是在第一横梁4上仅设有一行相机2，仅增加拍摄区域的宽度，使得拍摄区域的宽度大于等于目标物体9的被测表面的宽度，使得生产线10上的目标物体9的被测表面都能够被拍摄，既提高所拍摄图像的像素分辨率，还可以节约购买多部相机2的费用。另一个未实施的实施例中，多部相机2在第一横梁4上矩形阵列，也就是在第一横梁4上设有多行相机2，既增加拍摄区域的宽度，又增加拍摄区域的长度，使得生产线10上的目标物体9的被测表面都能够快速被拍摄，既提高所拍摄图像的像素分辨率，又提高拍摄的效率。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种在线物体表面缺陷的检测装置，其特征在于，包括：

支架，所述支架包括设于生产线上方的第一横梁；

多部相机，阵列式设于所述第一横梁上，阵列的所述多部相机形成拍摄区域，用于拍摄生产线上的目标物体的被测表面；

反射光源，设于所述第一横梁上，用于照射拍摄区域，且所述反射光源所产生的光线与所述目标物体的被测表面成一定的角度；

控制模块，与所述多部相机和所述反射光源电连接，所述目标物体输送至所述拍摄区域内时，所述控制模块控制所述多部相机同时一次或多次对所述目标物体的被测表面进行拍摄，并将拍摄数据向外部传输。

2.根据权利要求1所述的在线物体表面缺陷的检测装置，其特征在于，所述多部相机的阵列间距依据所拍摄图像的像素分辨率调整，所述拍摄区域依据所述目标物体的被测表面的面积调整。

3.根据权利要求2所述的在线物体表面缺陷的检测装置，其特征在于，所述目标物体上任意一点能够被三个及以上的所述相机拍摄。

4.根据权利要求1所述的在线物体表面缺陷的检测装置，其特征在于，所述控制模块包括多个控制器，每个控制器与小于等于十部所述相机电连接，控制相机对所述目标物体进行拍摄，并将拍摄数据向外部传输。

5.根据权利要求1所述的在线物体表面缺陷的检测装置，其特征在于，还包括速度传感器，所述速度传感器检测所述目标物体的移动速度，且与所述控制模块电连接，所述控制模块依据目标物体的移动速度调整所述相机的拍摄频率。

6.根据权利要求2所述的在线物体表面缺陷的检测装置，其特征在于，还包括间距标定尺，用于标定所述多部相机的像素分辨率。

7.根据权利要求1至6任一项所述的在线物体表面缺陷的检测装置，其特征在于，所述反射光源包括多个子光源，所述子光源的数量依据所述拍摄区域和所述目标物体的被测表面的面积调整。

8.根据权利要求7所述的在线物体表面缺陷的检测装置，其特征在于，所述子光源为近红外单色平行光源。

9.根据权利要求1至6任一项所述的在线物体表面缺陷的检测装置，其特征在于，所述多部相机线性阵列或矩形阵列在所述第一横梁上。

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