一種高精度視覺(jué)成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高精度視覺(jué)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(gè)條形光源和第一CCD相機(jī)，所述第一同軸光源、兩個(gè)條形光源和第一CCD相機(jī)分別按預(yù)定角度圍繞被測(cè)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(duì)設(shè)置，兩個(gè)條形光源相對(duì)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(cè)工件表面反光造成的干擾，以提高機(jī)器視覺(jué)準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。
【專利說(shuō)明】
一種高精度視覺(jué)成像系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及到視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度視覺(jué)成像檢測(cè)系統(tǒng)。 【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)檢測(cè)中，傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)往往依靠眾多的檢測(cè)工人。人工檢測(cè)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(jué)的快速發(fā)展，視覺(jué)檢測(cè)在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而一個(gè)高精度、快速性和魯棒性的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)是以優(yōu)良的視覺(jué)成像系統(tǒng)為前提。
[0003]但是對(duì)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(cè)工件劃傷、凹陷、起泡、開(kāi)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(cè)工件表面反光造成的干擾， 以提高機(jī)器視覺(jué)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(wèn)題?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)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(jué)成像系統(tǒng)能夠提供均勻的照明克服反射度較高的被測(cè)工件表面反光造成的干擾，以提高機(jī)器視覺(jué)準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。
[0006]本實(shí)用新型提供的高精度視覺(jué)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(gè)條形光源和第一 CCD相機(jī)，所述第一同軸光源、兩個(gè)條形光源和第一 CCD相機(jī)分別按預(yù)定角度圍繞被測(cè)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(duì)設(shè)置，兩個(gè)條形光源相對(duì)設(shè)置。[〇〇〇7]優(yōu)選地，第一光成像模塊設(shè)置在被測(cè)工件上表面邊緣之上，所述第一同軸光源與被測(cè)工件上表面預(yù)定角度為45°，第一 CCD相機(jī)與被測(cè)工件上表面預(yù)定角度為45°，兩個(gè)條形光源分別與被測(cè)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(cè)工件下表面邊緣之下，所述第一同軸光源與被測(cè)工件下表面預(yù)定角度為45°，第一 CCD相機(jī)與被測(cè)工件下表面預(yù)定角度為45°，兩個(gè)條形光源分別與被測(cè)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(cè)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(cè)工件側(cè)面另一側(cè)，第二同軸光源和第二CCD相機(jī)相對(duì)設(shè)置。
[0010]優(yōu)選地，所述第二同軸光源與被測(cè)工件側(cè)面預(yù)定角度為45°，第二CCD相機(jī)與被測(cè)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(cè)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(cè)工件正面之前，所述第三同軸光源設(shè)置在被測(cè)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(cè)工件的一端。
[0013]優(yōu)選地，第三光成像模塊設(shè)置在被測(cè)工件背面之后，所述第三同軸光源設(shè)置在被測(cè)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(cè)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(cè)工件表面反光造成的干擾，以提高機(jī)器視覺(jué)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(cè)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(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型提供的一種高精度視覺(jué)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(jué)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(jué)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(jué)成像成像系統(tǒng)的檢測(cè)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(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]參見(jiàn)圖1，圖1為本實(shí)用新型提供的一種高精度視覺(jué)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(jué)成像系統(tǒng)，用于對(duì)被測(cè)工件10上和\或下表面進(jìn)行成像檢測(cè)，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(gè)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(gè)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(cè)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(duì)設(shè)置，兩個(gè)條形光源12、13相對(duì)設(shè)置。
[0022]第一光成像模塊可用于對(duì)被測(cè)工件上表面進(jìn)行成像檢測(cè)，第一光成像模塊設(shè)置在被測(cè)工件10上表面邊緣之上，所述第一同軸光源14與被測(cè)工件10上表面預(yù)定角度為45°，第一 CCD相機(jī)11與被測(cè)工件10上表面預(yù)定角度為45°，兩個(gè)條形光源12、13分別與被測(cè)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(duì)被測(cè)工件下表面進(jìn)行成像檢測(cè)，第一光成像模塊設(shè)置在被測(cè)工件10下表面邊緣之下，所述第一同軸光源14與被測(cè)工件10下表面預(yù)定角度為45°， 第一 CCD相機(jī)11與被測(cè)工件110下表面預(yù)定角度為45°，兩個(gè)條形光源12、13分別與被測(cè)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(duì)工件上下表面進(jìn)行成像檢測(cè)時(shí)，可以設(shè)置一個(gè)第一成像模塊，先對(duì)被測(cè)工件上或下表面進(jìn)行成像檢測(cè)，再對(duì)被測(cè)工件下或上表面進(jìn)行成像檢測(cè)；也可以設(shè)置兩個(gè)第一成像模塊同時(shí)對(duì)被測(cè)工件的上下表面進(jìn)行成像檢測(cè)。
[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(cè)工件表面反光造成的干擾，以提高機(jī)器視覺(jué)準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。
[0026]參見(jiàn)圖2,圖2為本實(shí)用新型提供的一種高精度視覺(jué)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(jué)成像系統(tǒng)還包括第二光成像模塊，用于對(duì)被測(cè)工件10的左右兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行成像檢測(cè)，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(cè)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(cè)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(duì)設(shè)置。[〇〇28]優(yōu)選地，所述第二同軸光源22與被測(cè)工件10側(cè)面預(yù)定角度為45°，第二CCD相機(jī)21 與被測(cè)工件10側(cè)面預(yù)定角度為45°。
[0029]在對(duì)工件側(cè)面進(jìn)行成像檢測(cè)時(shí)，可以設(shè)置一個(gè)第二成像模塊，先對(duì)被測(cè)工件一個(gè)側(cè)面進(jìn)行成像檢測(cè)，再對(duì)被測(cè)工件另一個(gè)側(cè)面進(jìn)行成像檢測(cè)；也可以設(shè)置兩個(gè)第一成像模塊同時(shí)對(duì)被測(cè)工件的左右兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行成像檢測(cè)。且第一成像模塊與第二成像模塊的個(gè)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(jiàn)圖3,圖3為本實(shí)用新型提供的一種高精度視覺(jué)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(jué)成像系統(tǒng)還還包括第三光成像模塊，用于對(duì)被測(cè)工件10的前后兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行成像檢測(cè)，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(cè)工件10同軸設(shè)置。[〇〇33]第三光成像模塊可用于對(duì)被測(cè)工件10正面進(jìn)行成像，第三光成像模塊設(shè)置在被測(cè)工件10正面之前，所述第三同軸光源32設(shè)置在被測(cè)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(cè)工件10的一端。[〇〇34]第三光成像模塊也可用于對(duì)被測(cè)工件10正面進(jìn)行成像，第三光成像模塊設(shè)置在被測(cè)工件10背面之后，所述第三同軸光源32設(shè)置在被測(cè)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(cè)工件10的一端。[〇〇35]在對(duì)工件側(cè)面進(jìn)行成像檢測(cè)時(shí)，可以設(shè)置一個(gè)第三成像模塊，先對(duì)被測(cè)工件正面進(jìn)行成像檢測(cè)，再對(duì)被測(cè)工件背面進(jìn)行成像檢測(cè)；也可以設(shè)置兩個(gè)第一成像模塊同時(shí)對(duì)被測(cè)工件的前后兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行成像檢測(cè)。且第一成像模塊、第二成像模塊和第三成像模塊的個(gè)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(cè)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(jiàn)圖4,圖4為本實(shí)用新型提供的一種運(yùn)用高精度視覺(jué)成像成像系統(tǒng)的檢測(cè)系統(tǒng)的工作流程圖。
[0038]被測(cè)工件首先在上表面光檢測(cè)工位I上，通過(guò)第一成像模塊對(duì)被測(cè)工件上表面成像并判斷產(chǎn)品是否合格。若被測(cè)工件不合格，通過(guò)剔除裝置對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行剔除。若被測(cè)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(guò)第一成像模塊對(duì)被測(cè)工件下表面成像側(cè)面光檢測(cè)方位I;在側(cè)面光檢測(cè)方位I上，通過(guò)第二成像模塊對(duì)被測(cè)工件一個(gè)側(cè)面成像;在側(cè)面光檢測(cè)方位n，通過(guò)第二成像模塊對(duì)被測(cè)工件另一個(gè)側(cè)面成像;在正面光檢測(cè)方位I，通過(guò)第三成像模塊對(duì)被測(cè)工件正面成像;在背面光檢測(cè)方位n，通過(guò)第二成像模塊對(duì)被測(cè)工件背面成像;綜合以上成像結(jié)果判斷待檢測(cè)產(chǎn)品是否合格，若被測(cè)工件不合格， 通過(guò)剔除裝置對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行剔除。
[0039]以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種高精度視覺(jué)成像系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)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(shuō)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(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)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(jué)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(gè)條形光源和第一 CCD相機(jī)，所述第一同軸光源、兩個(gè)條形光源 和第一 CCD相機(jī)分別按預(yù)定角度圍繞被測(cè)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(duì)設(shè)置，兩個(gè)條形光源相對(duì)設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度視覺(jué)成像系統(tǒng)，其特征在于，第一光成像模塊設(shè)置在被 測(cè)工件上表面邊緣之上，所述第一同軸光源與被測(cè)工件上表面預(yù)定角度為45°，第一 CCD相 機(jī)與被測(cè)工件上表面預(yù)定角度為45°，兩個(gè)條形光源分別與被測(cè)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(jué)成像系統(tǒng)，其特征在于，第一光成像模塊設(shè)置在被 測(cè)工件下表面邊緣之下，所述第一同軸光源與被測(cè)工件下表面預(yù)定角度為45°，第一 CCD相 機(jī)與被測(cè)工件下表面預(yù)定角度為45°，兩個(gè)條形光源分別與被測(cè)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(jué)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(cè)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(cè)工件側(cè)面另一側(cè)，第二 同軸光源和第二CCD相機(jī)相對(duì)設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高精度視覺(jué)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第二同軸光源與被測(cè) 工件側(cè)面預(yù)定角度為45°，第二CCD相機(jī)與被測(cè)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(jué)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(cè)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(jué)成像系統(tǒng)，其特征在于，第三光成像模塊設(shè)置在被 測(cè)工件正面之前，所述第三同軸光源設(shè)置在被測(cè)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(cè)工件的一端。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高精度視覺(jué)成像系統(tǒng)，其特征在于，第三光成像模塊設(shè)置在被 測(cè)工件背面之后，所述第三同軸光源設(shè)置在被測(cè)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(cè)工件的一端。
【文檔編號(hào)】G01N21/95GK205581027SQ201620377362
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】趙科, 劉敏
【申請(qǐng)人】上海佳萬(wàn)智能科技有限公司