实现电表外观检测的视觉系统及其图像采集系统的制作方法

本实用新型涉及一种视觉系统，尤其涉及检测电表外观的视觉系统及其图像采集系统。

背景技术：

现代工业中，对工业产品外观质量要求越来越高，产品出厂前都要进行必要的外观质量检测。电表在使用过程中的计量、控制及用户交互信息众多，主要通过电表外观上的LCD屏、LED灯、铭牌字符及条形码等显示。在印刷有铭牌字符与条形码的铭牌制造中，LCD屏和LED灯的生产中，及LCD屏和LED灯的安装中都会造成电表的外观缺陷。电表的外观缺陷包括：LCD屏和LED灯不能正常亮灭，LCD屏出现断码、少字、屏中字符不能正确显示、字符显示模糊出现鬼影等及字符倾斜等，LCD屏和LED灯安装不正确，铭牌字符及条形码的印刷缺陷等。因此，电表生产后出厂与采购单位来料检测过程中，都需要对电表外观进行必要的质量检测。

目前，国内大部分工厂对电表外观检测还是采用传统的人工检测方式，但人工检测方式检测工序多，易由于人工检测存在的判断标准不一而导致检测准确度不高，容易对产品表面缺陷造成漏检，效率低下，同时，由于长时间工作导致检测工人的误判率增加等，不能保证检测的效率和精度。因此采用自动化检测的实现电表外观检测的视觉系统更具有优势。

鉴于此，有必要提供一种可解决上述缺陷的实现电表外观检测的视觉系统及其图像采集系统。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用自动化检测的实现电表外观检测的视觉系统及其图像采集系统，以克服现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种实现电表外观检测的视觉系统，其包括一用于获取视觉图像信息的图像采集系统及一用于控制光源开关、对图像进行处理、分析判断并显示结果的计算机。其中，所述图像采集系统包括：

一光照模块，用于提供电表外观检测所需的工业光源；

一图像采集模块，用于对电表外观进行图像采集；以及

一装夹装置，用于固定安装所述光照模块和图像采集模块同时给电表上电。其中，电表外观检测需要对电表LCD屏及LED灯进行检测，需要对电表上电，因此，装夹装置具有给待测电表上电的功能。

其进一步技术方案为：所述光照模块包括用于检测电表上铭牌字符和条形码缺陷的红光条形光源及用于LED灯点亮测试的白光条形光源。其中，红光条形光源照射在电表的铭牌和条形码上能提高字符对比度，有利于提高检测字符缺陷的准确率；白光条形光源照射在LED上，根据对于LED在点亮与不点亮时，反射回来的光强的不同，从而判断LED灯是否点亮。

其进一步技术方案为：所述图像采集模块包括两分别用于检测电表上、下部区域的黑白工业相机，其中，检测电表上部区域的为上部黑白工业相机，检测电表下部区域的为下部黑白工业相机。

其中，图像处理过程需要通过图像处理算法对采集的图像进行灰度值等处理为后续缺陷判别提供依据，而灰度值处理即将彩色图像转换为灰度图像，采用黑白工业相机则无需进行灰度值处理，有利于提高图像处理过程的准确率和效率，因此，对电表上部区域的LCD屏及LED灯的图像采集采用黑白工业相机，同时，对于条形码图像需要增加图像对比度，黑白工业相机拥有更高的图像对比度，可以更好检测电表外观缺陷，因此，对电表铭牌字符和条形码缺陷的图像采集采用黑白工业相机。

其进一步技术方案为：所述上部黑白工业相机与下部黑白工业相机均垂直于待测电表安装，且并排放置，镜头对准待测电表，上部黑白工业相机固定采集电表上部区域，下部黑白工业相机固定采集电表下部区域。

其进一步技术方案为：所述光照模块包括两红光条形光源及一白光条形光源，其中，两所述红光条形光源分别置于图像采集模块下方的左右两侧，用于检测电表上铭牌字符和条形码缺陷，而所述白光条形光源位于所述上部黑白工业相机的下前方，用于LED灯点亮测试。检测过程中在电表左右两侧均设置红光条形光源有利于对电表铭牌和条形码进行更充分更均匀的照射，有利于对电表外观铭牌字符缺陷的检测，而白光条形光源位于上部黑白工业相机的下前方有利于使白光更充分地照射在电表上部区域的LED灯上，使得检测效果更加准确。

其进一步技术方案为：所述装夹装置包括一支撑柱，该支撑柱的上部向外设有一延伸板，该延伸板作为相机固定架，用于固定安装所述图像采集模块的上部黑白工业相机及下部黑白工业相机，该相机固定架垂直于所述支撑柱；所述支撑柱的中部沿水平方向有一横分支架，该横分支架方向上与所述相机固定架垂直，于横分支架沿相机固定架方向上设有一白光源架，用于安装白光条形光源，该白光源架平行于所述横分支架，同时所述横分支架两端分别设有红光源架，用于固定安装红光条形光源，两红光源架均垂直于所述横分支架，且两红光源架的方向与所述相机固定架方向平行。

其进一步技术方案为：所述实现电表外观检测的视觉系统包括图像采集系统及一计算机，其中，计算机控制整个视觉系统的检测过程的开始和终止，所述计算机与所述图像采集系统的光照模块电连接，以控制光照模块中红光条形光源与白光条形光源的开关，同时，所述计算机与所述图像采集系统的图像采集模块电连接，以收集所述图像采集模块采集到的图像，并对图像进行处理分析，对比判断，得出电表外观缺陷判断结果并显示结果。优选地，可利用计算机设定完整的视觉系统的检测流程，当计算机控制视觉系统开始进入检测状态，即可自动完成电表外观检测，更好地实现自动化检测。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：本实用新型所提供的实现电表外观检测的视觉系统包括一用于获取视觉图像信息的图像采集系统及一用于控制光源开关、对采集到的图像进行处理、分析判断并显示结果的计算机，利用计算机与图像采集系统的结合，可实现对电表外观进行自动化检测，经由图像采集系统采集视觉图像信息，判断标准一致且准确度高，效率高，克服传统人工检测的弊端，再结合计算机进行图像处理分析，检测工序少，减少误判率，提高自动化程度，实现检测准确率和检测效率更高的实时连续检测，提高检测结果的可靠性。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1为本实用新型实现电表外观检测的视觉系统的图像采集系统的一实施例的立体图。

图2为图1所示实现电表外观检测的视觉系统的图像采集系统的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，本实用新型提供的实现电表外观检测的视觉系统包括一用于获取视觉图像信息的图像采集系统100及一用于控制光源开关、对图像进行处理、分析判断并显示结果的计算机。其中，所述图像采集系统100包括光照模块10、图像采集模块20及装夹装置30。其中，光照模块10用于提供电表外观检测所需的工业光源；图像采集模块20用于对电表外观进行图像采集；装夹装置30用于固定安装所述光照模块10和图像采集模块20，便于对电表外观进行图像采集；其中，电表外观检测需要对电表的LCD屏及LED灯进行检测，需要对电表上电，因此，装夹装置30为电表提供上电功能。

在某些实施例，例如本实施例中，所述光照模块10包括用于检测电表上铭牌字符和条形码缺陷的红光条形光源11及用于LED灯点亮测试的白光条形光源12。其中，红光条形光源11有利于提高电表铭牌和条形码的字符对比度，提高检测字符缺陷的准确率；白光条形光源12照射在LED上，根据对于LED在点亮与不点亮时，反射回来的光强的不同，从而判断LED灯是否点亮。

继续参照图1，所述图像采集模块20包括两分别用于检测电表上、下部区域的黑白工业相机，其中，检测电表上部区域的为上部黑白工业相机21，检测电表下部区域的为下部黑白工业相机22。

其中，图像处理过程中需要通过图像处理算法对采集的图像进行灰度值等处理为后续缺陷判断提供依据，而灰度值处理即将彩色图像转换为灰度图像，采用黑白工业相机则无需进行灰度值处理，能提高图像处理过程的准确率和效率，因此，对电表上部区域的LCD屏及LED灯的图像采集采用黑白工业相机，同时，对于条码图像需要增加图像对比度，黑白工业相机拥有更高的图像对比度，可以更好地检测电表外观缺陷，因此，对电表上铭牌字符和条形码的图像采集采用黑白工业相机。

在某些实施例，例如本实施例中，所述上部黑白工业相机21与下部黑白工业相机22均垂直于待测电表安装，且并排放置，镜头对准待测电表，上部黑白工业相机21固定采集电表上部区域，下部黑白工业相机22固定采集电表下部区域。

参照图1和图2，在某些实施例，例如本实施例中，所述光照模块包括两红光条形光源11及一白光条形光源12，其中，两所述红光条形光源11分别置于图像采集模块20下方的左右两侧，用于检测电表上铭牌字符和条形码缺陷，而所述白光条形光源12位于所述上部黑白工业相机21的下前方，用于LED灯点亮测试。检测过程中在电表左右两侧均设置红光条形光源11有利于对电表铭牌和条形码进行更充分更均匀的照射，有利于对电表外观铭牌字符缺陷的检测，而白光条形光源12位于上部黑白工业相机21的下前方有利于使白光更充分地照射在电表上部区域的LED灯上，使得检测效果更加准确。

结合图1，所述装夹装置30包括一支撑柱31，该支撑柱31的上部向外设有一延伸板，该延伸板作为相机固定架33，用于固定安装所述图像采集模块20的上部黑白工业相机21及下部黑白工业相机22，该相机固定架33垂直于所述支撑柱31；所述支撑柱31的中部沿水平方向有一横分支架32，该横分支架32方向上与所述相机固定架33垂直，于横分支架32沿相机固定架33方向上设有一白光源架，用于安装白光条形光源13，该白光源架平行于所述横分支架32，同时所述横分支架32两端分别设有红光源架，用于固定安装红光条形光源11，两红光源架均垂直于所述横分支架32，且两红光源架的方向与所述相机固定架33方向平行，所述光照模块10水平照射在待测电表外观上表面。

本实用新型实现电表外观检测的视觉系统包括图像采集系统100及一计算机，其中，计算机控制整个视觉系统的开始和终止，所述计算机与所述图像采集系统100的光照模块10电连接，以控制光照模块10中红光条形光源11和白光条形光源12的开关，同时，计算机与所述图像采集系统100的图像采集模块20电连接，以收集所述图像采集模块20采集到的电表外观图像，并对图像进行处理分析，对比判断，得出电表外观缺陷判断结果，同时显示结果。

优选地，视觉系统的检测流程可在计算机预先设置，当待测电表置于视觉系统，并由所述装夹装置30提供电能，计算机控制视觉系统进入检测状态，检测自动进行，实现自动化检测。

在某些实施例，例如本实施例中，待测电表置于视觉系统中，装夹装置30给待测电表上电，计算机控制视觉系统的开始，进入检测状态，根据设置好的检测流程，点亮所述光照模块10中的红光条形光源11，下部黑白工业相机22拍摄采集电表下部区域图像，收集采集到的图像至计算机内相关检测软件，对电表外观的条形码字符进行对比判断，检测条形码是否存在缺陷，上部黑白工业相机21拍摄采集电表上部区域图像，收集采集到的图像，计算机阅读图像中电表铭牌上的字符，判断字符是否正确。

然后，关闭红光条形光源11，点亮白光条形光源12，上部黑白工业相机21拍摄采集电表上部区域图像，收集采集到的图像，根据图像中LED灯反射回来的光强，判断LED灯是否正常工作。

再次，关闭白光条形光源12，上部黑白工业相机21拍摄采集电表上部区域图像，收集采集到的图像，根据图像中LCD屏的图像对LCD全显画面、背光亮度、LCD屏幕安装位置进行判断。

最后，结合所有的检测判断结果，将检测结果在计算机显示器中显示出来，完成检测。

综上所述，本实用新型所提供的实现电表外观检测的视觉系统包括一用于获取视觉图像信息的图像采集系统及一用于控制光源开关、对采集到的图像进行处理、分析判断并显示结果的计算机，利用计算机与图像采集系统的结合，可实现对电表外观进行自动化检测，经由图像采集系统采集视觉图像信息，判断标准一致且准确度高，效率高，克服传统人工检测的弊端，再结合计算机进行图像处理分析，检测工序少，减少误判率，提高自动化检测程度，实现检测准确率和检测效率更高的实时连续检测，提高检测结果的可靠性。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。