一種高精度視覺成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高精度視覺成像系統(tǒng)，包括第一光成像模塊，第一光成像模塊包括第一同軸光源、兩個條形光源和第一CCD相機(jī)，所述第一同軸光源、兩個條形光源和第一CCD相機(jī)分別按預(yù)定角度圍繞被測工件表面邊緣設(shè)置，其中第一同軸光源與第一CCD相機(jī)相對設(shè)置，兩個條形光源相對設(shè)置。本系統(tǒng)能夠提供均勻的照明克服反射度較高的被測工件表面反光造成的干擾，以提高機(jī)器視覺準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。
【專利說明】
一種高精度視覺成像系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及到視覺檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度視覺成像檢測系統(tǒng)。 【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)檢測中，傳統(tǒng)的檢測技術(shù)往往依靠眾多的檢測工人。人工檢測效率較低，具有主觀不穩(wěn)定因素等弊端。近些年，隨著機(jī)器視覺的快速發(fā)展，視覺檢測在工業(yè)檢測領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，而一個高精度、快速性和魯棒性的視覺檢測系統(tǒng)是以優(yōu)良的視覺成像系統(tǒng)為前提。
[0003]但是對于表面反射度極高的金屬工業(yè)零件傳統(tǒng)光源不能提供足夠的照明，不能充分反映物體表面情況，相機(jī)成像后，不利于準(zhǔn)確判斷被測工件劃傷、凹陷、起泡、開裂和異物等缺陷特征。
[0004]因此如何能夠提供均勻的照明克服反射度較高的被測工件表面反光造成的干擾， 以提高機(jī)器視覺準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種高精度視覺成像系統(tǒng)能夠提供均勻的照明克服反射度較高的被測工件表面反光造成的干擾，以提高機(jī)器視覺準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。
[0006]本實(shí)用新型提供的高精度視覺成像系統(tǒng)，包括第一光成像模塊，第一光成像模塊包括第一同軸光源、兩個條形光源和第一 CCD相機(jī)，所述第一同軸光源、兩個條形光源和第一 CCD相機(jī)分別按預(yù)定角度圍繞被測工件表面邊緣設(shè)置，其中第一同軸光源與第一 CCD相機(jī)相對設(shè)置，兩個條形光源相對設(shè)置。[〇〇〇7]優(yōu)選地，第一光成像模塊設(shè)置在被測工件上表面邊緣之上，所述第一同軸光源與被測工件上表面預(yù)定角度為45°，第一 CCD相機(jī)與被測工件上表面預(yù)定角度為45°，兩個條形光源分別與被測工件上表面的預(yù)定角度為45°到75 °之間任意角度。
[0008]優(yōu)選地，第一光成像模塊設(shè)置在被測工件下表面邊緣之下，所述第一同軸光源與被測工件下表面預(yù)定角度為45°，第一 CCD相機(jī)與被測工件下表面預(yù)定角度為45°，兩個條形光源分別與被測工件下表面的預(yù)定角度為45°到75 °之間任意角度。
[0009]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括第二光成像模塊，第二光成像模塊包括第二同軸光源和第二CCD相機(jī)，所述第二同軸光源按預(yù)定角度設(shè)置在被測工件側(cè)面一側(cè)，所述第二CCD相機(jī)按預(yù)定角度設(shè)置在被測工件側(cè)面另一側(cè)，第二同軸光源和第二CCD相機(jī)相對設(shè)置。
[0010]優(yōu)選地，所述第二同軸光源與被測工件側(cè)面預(yù)定角度為45°，第二CCD相機(jī)與被測工件側(cè)面預(yù)定角度為45°。
[0011]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括第三光成像模塊，第三光成像模塊包括第三同軸光源和第三C⑶相機(jī)，所述第三同軸光源、第三(XD相機(jī)和被測工件同軸設(shè)置。
[0012]優(yōu)選地，第三光成像模塊設(shè)置在被測工件正面之前，所述第三同軸光源設(shè)置在被測工件正面前方，第三C⑶相機(jī)設(shè)置在第三同軸光源的遠(yuǎn)離被測工件的一端。
[0013]優(yōu)選地，第三光成像模塊設(shè)置在被測工件背面之后，所述第三同軸光源設(shè)置在被測工件背面后方，第三C⑶相機(jī)設(shè)置在第三同軸光源的遠(yuǎn)離被測工件的一端。
[0014]同軸光和條形光的組合，為工件上下表面做光照補(bǔ)償，豐富了上下表面信息，加強(qiáng)了工件上下表面缺陷特征，且同軸光源傾斜打光更能夠凸顯工件表面的不平整，加強(qiáng)劃傷、 凹陷、縮水、起泡等表面缺陷特征。本系統(tǒng)能夠提供均勻的照明克服反射度較高的被測工件表面反光造成的干擾，以提高機(jī)器視覺準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。同軸光為工件側(cè)面邊緣做光照補(bǔ)償，豐富了側(cè)面邊緣信息，加強(qiáng)了工件側(cè)面邊緣缺陷特征，且同軸光源傾斜打光更能夠凸顯工件側(cè)面的不平整，加強(qiáng)劃傷、凹陷、縮水、起泡等表面缺陷特征。第三同軸光、第三CCD相機(jī)和被測工件同軸設(shè)置，使得光源打光更加集中，相機(jī)能夠最大程度地接收工件表面的反射光，從而增強(qiáng)了工件表面的缺陷特征?！靖綀D說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型提供的一種高精度視覺成像系統(tǒng)中第一成像模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型提供的一種高精度視覺成像系統(tǒng)中第二成像模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型提供的一種高精度視覺成像系統(tǒng)中第三成像模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型提供的一種運(yùn)用高精度視覺成像成像系統(tǒng)的檢測系統(tǒng)的工作流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0020]參見圖1，圖1為本實(shí)用新型提供的一種高精度視覺成像系統(tǒng)中第一成像模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]高精度視覺成像系統(tǒng)，用于對被測工件10上和\或下表面進(jìn)行成像檢測，包括第一光成像模塊，第一光成像模塊包括第一同軸光源14、兩個條形光源12、13和第一 CCD相機(jī)11， 所述第一同軸光源14、兩個條形光源12、14和第一 CCD相機(jī)11分別按預(yù)定角度圍繞被測工件 10表面邊緣設(shè)置，其中第一同軸光源14與第一 CCD相機(jī)11相對設(shè)置，兩個條形光源12、13相對設(shè)置。
[0022]第一光成像模塊可用于對被測工件上表面進(jìn)行成像檢測，第一光成像模塊設(shè)置在被測工件10上表面邊緣之上，所述第一同軸光源14與被測工件10上表面預(yù)定角度為45°，第一 CCD相機(jī)11與被測工件10上表面預(yù)定角度為45°，兩個條形光源12、13分別與被測工件10 上表面的預(yù)定角度為45°到75 °之間任意角度。
[0023]第一光成像模塊也可用于對被測工件下表面進(jìn)行成像檢測，第一光成像模塊設(shè)置在被測工件10下表面邊緣之下，所述第一同軸光源14與被測工件10下表面預(yù)定角度為45°， 第一 CCD相機(jī)11與被測工件110下表面預(yù)定角度為45°，兩個條形光源12、13分別與被測工件10下表面的預(yù)定角度為45°到75 °之間任意角度。
[0024]在對工件上下表面進(jìn)行成像檢測時，可以設(shè)置一個第一成像模塊，先對被測工件上或下表面進(jìn)行成像檢測，再對被測工件下或上表面進(jìn)行成像檢測；也可以設(shè)置兩個第一成像模塊同時對被測工件的上下表面進(jìn)行成像檢測。
[0025]同軸光和條形光的組合，為工件上下表面做光照補(bǔ)償，豐富了上下表面信息，加強(qiáng)了工件上下表面缺陷特征，且同軸光源傾斜打光更能夠凸顯工件表面的不平整，加強(qiáng)劃傷、 凹陷、縮水、起泡等表面缺陷特征。本系統(tǒng)能夠提供均勻的照明克服反射度較高的被測工件表面反光造成的干擾，以提高機(jī)器視覺準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。
[0026]參見圖2,圖2為本實(shí)用新型提供的一種高精度視覺成像系統(tǒng)中第二成像模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]所述高精度視覺成像系統(tǒng)還包括第二光成像模塊，用于對被測工件10的左右兩個側(cè)面進(jìn)行成像檢測，第二光成像模塊包括第二同軸光源22和第二CCD相機(jī)21，所述第二同軸光源21按預(yù)定角度設(shè)置在被測工件10側(cè)面一側(cè)，所述第二CCD相機(jī)21按預(yù)定角度設(shè)置在被測工件10側(cè)面另一側(cè)，第二同軸光源22和第二C⑶相機(jī)21相對設(shè)置。[〇〇28]優(yōu)選地，所述第二同軸光源22與被測工件10側(cè)面預(yù)定角度為45°，第二CCD相機(jī)21 與被測工件10側(cè)面預(yù)定角度為45°。
[0029]在對工件側(cè)面進(jìn)行成像檢測時，可以設(shè)置一個第二成像模塊，先對被測工件一個側(cè)面進(jìn)行成像檢測，再對被測工件另一個側(cè)面進(jìn)行成像檢測；也可以設(shè)置兩個第一成像模塊同時對被測工件的左右兩個側(cè)面進(jìn)行成像檢測。且第一成像模塊與第二成像模塊的個數(shù)也可以任意搭配。
[0030]同軸光為工件側(cè)面邊緣做光照補(bǔ)償，豐富了側(cè)面邊緣信息，加強(qiáng)了工件側(cè)面邊緣缺陷特征，且同軸光源傾斜打光更能夠凸顯工件側(cè)面的不平整，加強(qiáng)劃傷、凹陷、縮水、起泡等表面缺陷特征。
[0031]參見圖3,圖3為本實(shí)用新型提供的一種高精度視覺成像系統(tǒng)中第三成像模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇32]所述高精度視覺成像系統(tǒng)還還包括第三光成像模塊，用于對被測工件10的前后兩個側(cè)面進(jìn)行成像檢測，第三光成像模塊包括第三同軸光源32和第三CCD相機(jī)31，所述第三同軸光源32、第三C⑶相機(jī)31和被測工件10同軸設(shè)置。[〇〇33]第三光成像模塊可用于對被測工件10正面進(jìn)行成像，第三光成像模塊設(shè)置在被測工件10正面之前，所述第三同軸光源32設(shè)置在被測工件10正面前方，第三CCD相機(jī)31設(shè)置在第三同軸光源32的遠(yuǎn)離被測工件10的一端。[〇〇34]第三光成像模塊也可用于對被測工件10正面進(jìn)行成像，第三光成像模塊設(shè)置在被測工件10背面之后，所述第三同軸光源32設(shè)置在被測工件10背面后方，第三C⑶相機(jī)31設(shè)置在第三同軸光源32的遠(yuǎn)離被測工件10的一端。[〇〇35]在對工件側(cè)面進(jìn)行成像檢測時，可以設(shè)置一個第三成像模塊，先對被測工件正面進(jìn)行成像檢測，再對被測工件背面進(jìn)行成像檢測；也可以設(shè)置兩個第一成像模塊同時對被測工件的前后兩個側(cè)面進(jìn)行成像檢測。且第一成像模塊、第二成像模塊和第三成像模塊的個數(shù)也可以任意搭配。[〇〇36]第三同軸光、第三CCD相機(jī)和被測工件同軸設(shè)置，使得光源打光更加集中，相機(jī)能夠最大程度地接收工件表面的反射光，從而增強(qiáng)了工件表面的缺陷特征。
[0037]參見圖4,圖4為本實(shí)用新型提供的一種運(yùn)用高精度視覺成像成像系統(tǒng)的檢測系統(tǒng)的工作流程圖。
[0038]被測工件首先在上表面光檢測工位I上，通過第一成像模塊對被測工件上表面成像并判斷產(chǎn)品是否合格。若被測工件不合格，通過剔除裝置對產(chǎn)品進(jìn)行剔除。若被測工件合格，再依次進(jìn)入以下工位進(jìn)行成像:在下表面光工位I上，通過第一成像模塊對被測工件下表面成像側(cè)面光檢測方位I;在側(cè)面光檢測方位I上，通過第二成像模塊對被測工件一個側(cè)面成像;在側(cè)面光檢測方位n，通過第二成像模塊對被測工件另一個側(cè)面成像;在正面光檢測方位I，通過第三成像模塊對被測工件正面成像;在背面光檢測方位n，通過第二成像模塊對被測工件背面成像;綜合以上成像結(jié)果判斷待檢測產(chǎn)品是否合格，若被測工件不合格， 通過剔除裝置對產(chǎn)品進(jìn)行剔除。
[0039]以上對本實(shí)用新型所提供的一種高精度視覺成像系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高精度視覺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括第一光成像模塊，第一光成像 模塊包括第一同軸光源、兩個條形光源和第一 CCD相機(jī)，所述第一同軸光源、兩個條形光源 和第一 CCD相機(jī)分別按預(yù)定角度圍繞被測工件表面邊緣設(shè)置，其中第一同軸光源與第一 CCD 相機(jī)相對設(shè)置，兩個條形光源相對設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度視覺成像系統(tǒng)，其特征在于，第一光成像模塊設(shè)置在被 測工件上表面邊緣之上，所述第一同軸光源與被測工件上表面預(yù)定角度為45°，第一 CCD相 機(jī)與被測工件上表面預(yù)定角度為45°，兩個條形光源分別與被測工件上表面的預(yù)定角度為 45°到75 °之間任意角度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度視覺成像系統(tǒng)，其特征在于，第一光成像模塊設(shè)置在被 測工件下表面邊緣之下，所述第一同軸光源與被測工件下表面預(yù)定角度為45°，第一 CCD相 機(jī)與被測工件下表面預(yù)定角度為45°，兩個條形光源分別與被測工件下表面的預(yù)定角度為 45°到75 °之間任意角度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度視覺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第二光成 像模塊，第二光成像模塊包括第二同軸光源和第二CCD相機(jī)，所述第二同軸光源按預(yù)定角度 設(shè)置在被測工件側(cè)面一側(cè)，所述第二CCD相機(jī)按預(yù)定角度設(shè)置在被測工件側(cè)面另一側(cè)，第二 同軸光源和第二CCD相機(jī)相對設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高精度視覺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第二同軸光源與被測 工件側(cè)面預(yù)定角度為45°，第二CCD相機(jī)與被測工件側(cè)面預(yù)定角度為45°。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述任一項(xiàng)的高精度視覺成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包 括第三光成像模塊，第三光成像模塊包括第三同軸光源和第三CCD相機(jī)，所述第三同軸光 源、第三(XD相機(jī)和被測工件同軸設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高精度視覺成像系統(tǒng)，其特征在于，第三光成像模塊設(shè)置在被 測工件正面之前，所述第三同軸光源設(shè)置在被測工件正面前方，第三CCD相機(jī)設(shè)置在第三同 軸光源的遠(yuǎn)離被測工件的一端。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高精度視覺成像系統(tǒng)，其特征在于，第三光成像模塊設(shè)置在被 測工件背面之后，所述第三同軸光源設(shè)置在被測工件背面后方，第三CCD相機(jī)設(shè)置在第三同 軸光源的遠(yuǎn)離被測工件的一端。
【文檔編號】G01N21/95GK205581027SQ201620377362
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】趙科, 劉敏
【申請人】上海佳萬智能科技有限公司