涂胶质量3D视觉检测系统及其检测方法与流程

本发明涉及汽车电子领域，特别是涉及一种涂胶质量3d视觉检测系统。本发明还涉及一种涂胶质量3d视觉检测方法。

背景技术：

汽车电子行业，多种产品生产中涉及涂胶工艺(例如ecu外壳底板上涂胶)。现有技术中，在涂胶工艺完成后，对胶水质量的管控主要是通过2d视觉检测完成的。目前，2d视觉检测胶水质量已取代人工目检成为主流工艺，2d视觉来检测即拍摄被检测产品的2d图像完成产品检测，主要步骤包括：对指定胶水轨迹拍摄2d图像，然后进行图像分析，给出判定结果；若2d视觉检测出现报警，设备不动作，等待人工目检给出判断，确认放行。其中，2d视觉检测胶水的质量，重点检测胶水是否断胶和胶水是否位置偏移。

现有的2d视觉检测技术存在以下缺陷：

1、待涂胶产品表面光泽度不一致，造成2d视觉难以准确检测涂胶质量，例如ecu产品外壳底板；

2、涂胶产品上的胶量2d视觉无法检测，因为2d视觉无法提供高度方面的信息；

3、视觉检测产品胶水节拍问题，因产品尺寸较大，2d视觉在满足一定精度情况下需要多次检测，造成伺服移动停顿检测的时间消耗。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能稳定检测涂胶质量，提高检测效率，提高检测可靠性的涂胶质量3d视觉检测系统。本发明还提供了一种涂胶质量3d视觉检测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的涂胶质量3d视觉检测系统包括：3d轮廓扫描仪、图像处理单元、编码器和计算机；

3d轮廓扫描仪(3d相机)，由面阵ccd和一字线型激光发生器组成，用于拍摄胶带及被涂胶产品的3d图像；

图像处理单元，将3d轮廓扫描仪拍摄的3d图像输送至计算机内存；

编码器，与3d轮廓扫描仪固定在一起，根据预设3d轮廓扫描仪启动条件编码器产生脉冲信号启动3d轮廓扫描仪启动拍摄胶带及被涂胶产品的3d图像；

计算机，其内设图像处理软件，能定位胶带轨迹，计算胶带宽度和胶带面积，并将胶带宽度和胶带面积与其各自的预设阈值进行比较判断涂胶是否合格。

所述编码器可由伺服电机驱动，则所述3d轮廓扫描仪启动条件为3d轮廓扫描仪移动距离或预设时间间隔。

所述计算机对3d轮廓扫描仪拍摄的3d图像进行处理时，利用图像像素值表示被拍摄物的高度；

其中，同一3d图像中像素值大表示被拍摄物该位置的高度相对高，像素值小表示被拍摄物该位置高度相对低。

其中，计算胶带宽度采用以下方式(当胶带为条形时，通过胶带宽判断涂胶质量)：

获取胶带和被涂胶产品的3d图像，定位胶带的轨迹；

将被涂胶产品涂胶面所在平面作为校验面，在校验面上方预设高度处构建基准面；

以胶带与基准面相切形成的两条对边之间的宽度作为该处胶带宽度。

获得的胶带宽度应用于胶带轨迹为条形的涂胶质量检测，采用以下方式：

将各处胶带宽度与预设胶带宽度阈值比较，胶带宽度小于胶带宽度阈值的位置判断为涂胶不合格，胶带宽度大于等于胶带宽度阈值的位置判断为涂胶合格。

其中，计算胶带面积采用以下方式(当胶带为非条形的其他形状时，通过胶带面积判断涂胶质量)：

获取胶带和被涂胶产品的3d图像，定位胶带的轨迹；

将被涂胶产品涂胶面所在平面作为校验面，在校验面上方预设高度处构建基准面；获取基准面以上部分的胶带面积。

获得的胶带面积应用于胶带轨迹为非条形的涂胶质量检测，采用以下方式：

将胶带面积与预设胶带面积阈值比较，胶带面积小于胶带面积阈值的位置判断为涂胶不合格，胶带面积大于等于胶带面积阈值的位置判断为涂胶合格。

在进行胶带轨迹为非条形的涂胶质量检测时，还包括采用以下方式判断是否涂胶过量；

预设过量胶带面积阈值，将获得的胶带面积与过量胶带面积阈值比较，胶带面积小于等于过量胶带面积阈值且大于等于胶带面积阈值的位置判断为涂胶合格，胶带面积大于过量胶带面积阈值的位置判断为涂胶过量；其中，胶带面积阈值小于过量胶带面积阈值

本发明提供一种涂胶质量3d视觉检测方法，包括：

获取胶带和被涂胶产品的3d图像，定位胶带的轨迹；

将被涂胶产品涂胶面所在平面作为校验面，在校验面上方预设高度处构建基准面；

当胶带轨迹为条形时，以胶带与基准面相切形成的两条对边之间的宽度作为该处胶带宽度，将各处胶带宽度与预设胶带宽度阈值比较，胶带宽度小于胶带宽度阈值的位置判断为涂胶不合格，胶带宽度大于等于胶带宽度阈值的位置判断为涂胶合格；

当胶带轨迹为其他形状时，获取基准面以上部分的胶带面积，将胶带面积与预设胶带面积阈值比较，胶带面积小于胶带面积阈值的位置判断为涂胶不合格，胶带面积大于等于胶带面积阈值的位置判断为涂胶合格。

还预设有过量胶带面积阈值，将胶带面积与过量胶带面积阈值比较，胶带面积小于等于过量胶带面积阈值且大于等于胶带面积阈值的位置判断为涂胶合格，胶带面积大于过量胶带面积阈值的位置判断为涂胶过量；其中，胶带面积阈值小于过量胶带面积阈值。

其中，利用图像像素值定位胶带的轨迹，同一3d图像中像素值大表示被拍摄物该位置的高度相对高，像素值小表示被拍摄物该位置高度相对低。

其中，所述预设高度为0.1mm～1mm，优选为0.5mm。

本发明的涂胶质量3d视觉检测系统/检测方法与现有技术相比具有以下进步：

一、现有的2d视觉检测方法是移动相机至多个位置，停止检测，节拍至少12s。本发明能采用1个以上的3d轮廓扫描仪并排固定安装，增加相机的扫描范围，降低节拍。检测宽度能根据实际需要增加，满足车载产品尺寸，兼容性强。3d轮廓扫描仪能连续不间断移动扫描，检测时间短提高效率(例如可以为3s时间间隔)。

二、本发明的胶带轨迹定位方法能有效消除图像干扰，提高设备检测稳定性，降低误报率。本发明利用3d视觉技术所提取出的图像跟2d图像有着本质的区别，3d图像的像素值描述的是高度信息，跟物体轮廓形状有关；而2d图像的像素值描述的是灰度信息，跟物体的表面颜色，表面反光情况有关。所以，采用3d视觉就完全避免了产品原材料表面光泽度不一致所带来的影响。同时，3d视觉亦能检测胶水的高度信息。

本发明的涂胶质量3d视觉检测系统/检测方法，能很好规避产品表面色泽差异对涂胶质量检测所带来的影响，亦能检测胶水高度方向的胶水质量，通过实际生产，涂胶质量3d视觉检测系统平稳运行，节拍锐减，能满足检测要求。并且，检测效率明显提升，一次通过率相比2d视觉检测的98％，3d视觉检测提升到99.8％。3d视觉技术增加了胶水高度检测，这是2d视觉技术无法实现的，相比2d检测拥有更高的准确性和稳定性，大大提高了检测设备的可靠性。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明涂胶质量3d视觉检测方法的流程示意图。

图2是本发明确定条形胶带带宽的参考图，其显示产品及胶带的切面。

附图标记说明

a是被涂胶产品

b是基准面

c是预设高度

d、e是基准面和胶带相切形成的两条边，该两条边互为对边

f是胶带宽

g是胶带

h是校验面

具体实施方式

本发明提供的一种涂胶质量3d视觉检测系统包括：3d轮廓扫描仪(3d相机)，由面阵ccd和一字线型激光发生器组成，用于拍摄胶带及被涂胶产品的3d图像；

一字线型激光发生器发出条纹光照射在物体表面，面阵ccd曝光，将光信号转换成电信号；

图像处理单元，将3d轮廓扫描仪拍摄的3d图像输送至计算机内存；

编码器，与3d轮廓扫描仪固定在一起，根据预设3d轮廓扫描仪启动条件，编码器产生脉冲信号启动3d轮廓扫描仪启动拍摄；所述编码器可由伺服电机驱动，所述3d轮廓扫描仪启动条件为3d轮廓扫描仪移动距离或预设时间间隔。其中，3d轮廓扫描仪启动拍摄的时间间隔可根据伺服电机具体运动情况和拍摄要求设定。该时间间隔可以是等时间间隔也可以是不等时间间隔。

计算机，其内设图像处理软件，能定位胶带轨迹，计算胶带宽度和胶带面积，并将胶带宽度和胶带面积与其各自的预设阈值进行比较判断涂胶是否合格。所述计算机进行图像处理时，利用图像像素值表示被拍摄物的高度；胶带轨迹定位、计算胶带宽度、计算胶带面积可以利用cognex公司的visionpro实现。

所述计算机进行图像处理时，利用图像像素值表示被拍摄物的高度；

其中，同一图像中像素值大表示被拍摄物该位置的高度相对高，像素值小表示被拍摄物该位置高度相对低。

其中，计算胶带宽度采用以下方式(当胶带为条形时，通过胶带宽判断涂胶质量)：

获取胶带和被涂胶产品的3d图像，定位胶带的轨迹；

兹举一可行实施例，用于说明利用像素值定位胶带轨迹。假设3d轮廓扫描仪拍摄的一3d图像中，被涂胶产品的被涂胶面的像素值为a，则该被涂胶面中像素值大于a的轨迹被识别为胶带轨迹。利用像素值判断胶带轨迹的方法不限于上述方法，例如还可以设置基准参照物等方法。

将被涂胶产品涂胶面所在平面作为校验面，在校验面上方预设高度处构建基准面；

以胶带与基准面相切形成的两条对边之间的宽度作为该处胶带宽度。

获得的胶带宽度应用于胶带轨迹为条形的涂胶质量检测，采用以下方式：

将各处胶带宽度与预设胶带宽度阈值比较，胶带宽度小于胶带宽度阈值的位置判断为涂胶不合格，胶带宽度大于等于胶带宽度阈值的位置判断为涂胶合格。

其中，计算胶带面积采用以下方式(当胶带为非条形的其他形状时，通过胶带面积判断涂胶质量)：

获取胶带和被涂胶产品的3d图像，定位胶带的轨迹；

将被涂胶产品涂胶面所在平面作为校验面，在校验面上方预设高度处构建基准面；获取基准面以上部分的胶带面积。

获得的胶带面积应用于胶带轨迹为非条形的涂胶质量检测，采用以下方式：

将胶带面积与预设胶带面积阈值比较，胶带面积小于胶带面积阈值的位置判断为涂胶不合格，胶带面积大于等于胶带面积阈值的位置判断为涂胶合格。

在进行胶带轨迹为非条形的涂胶质量检测时，还包括采用以下方式判断是否涂胶过量；

预设过量胶带面积阈值，将获得的胶带面积与过量胶带面积阈值比较，胶带面积小于等于过量胶带面积阈值且大于等于胶带面积阈值的位置判断为涂胶合格，胶带面积大于过量胶带面积阈值的位置判断为涂胶过量；其中，胶带面积阈值小于过量胶带面积阈值。

如图1所示，本发明提供一种涂胶质量3d视觉检测方法，包括：

获取胶带及被涂胶产品的3d图像，定位胶带的轨迹；利用3d图像像素值定位胶带的轨迹，同一图像中像素值大表示被拍摄物该位置的高度相对低，像素值小表示被拍摄物该位置高度相对高。

将被涂胶产品涂胶面所在平面作为校验面h，在校验面h上方预设高度处c构建基准面b；所述预设高度c为0.1mm～1mm。构建校验面h、基准面b的可行性方式是在胶带周围选择至少3个点构建校验面或基准面，当采用3个以上点构建面时，优选为将各点均匀的分布在胶带四周。

如图2所示，当胶带轨迹为条形时，以胶带g与基准面b相切形成的两条对边d、e之间的宽度作为该处胶带宽度f，将各处胶带宽度f与预设胶带宽度阈值比较，胶带宽度小于胶带宽度阈值的位置判断为涂胶不合格，胶带宽度大于等于胶带宽度阈值的位置判断为涂胶合格；

当胶带轨迹为其他形状时(非条形)，获取基准面以上部分的胶带面积，将胶带面积与预设胶带面积阈值比较，胶带面积小于胶带面积阈值的位置判断为涂胶不合格，胶带面积大于等于胶带面积阈值的位置判断为涂胶合格。

还预设有过量胶带面积阈值，将胶带面积与过量胶带面积阈值比较，胶带面积小于等于过量胶带面积阈值且大于等于胶带面积阈值的位置判断为涂胶合格，胶带面积大于过量胶带面积阈值的位置判断为涂胶过量；其中，胶带面积阈值小于过量胶带面积阈值。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。