基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的系统及检测方法与流程

本发明涉及光学领域，特别是一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的系统及检测方法。

背景技术：

一批薄膜滤光片经过光谱检测和光谱判定后，其中部分薄膜滤光片光谱特性不良或合格，需要通过人工或机器将不良的薄膜滤光片剔除或将合格的薄膜滤光片单独挑出来，此过程可能出现挑错的问题，即将不良的当作合格的挑走，导致后端采用该薄膜滤光片组装的光学器件功能失效。采用人工肉眼识别薄膜滤光片是否挑错的方法效率低，而且容易出错。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的系统，可以避免人工检查出错的问题，并且效率提升明显。

本发明采用的技术方案为：

一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的系统，包括有载物盒、光谱分析仪、检测装置以及图像对比系统，

所述载物盒，用于供待检测薄膜滤光片阵列排布；

所述光谱分析仪，用于对载物盒内放置的薄膜滤光片进行光谱分析，并将光谱分析结果传送至图像对比系统；

所述检测装置包括用于对载物盒内挑选后剩下的薄膜滤波片进行照明的照明组件以及用于对载物盒内挑选后剩下的薄膜滤波片进行图像采集并将图像采集的信息传送至图像对比系统的相机；

所述图像对比系统，用于图像采集信息与光谱分析结果进行比对分析。

优选地，所述照明组件包括照明光源以及用于驱动照明光源照明的光源控制器。

优选地，所述检测装置还包括载物台，载物台上设有固定柱，照明光源和相机分别通过固定架可调节安装在固定柱上。

优选地，所述照明光源为白光且为组合光源，并且照明光源的亮度可调。

优选地，所述照明光源包括一个环形白色照明光源和一个同轴方形白色照明光源，环形白色照明光源安装在方形白色照明光源下方。

本发明还提供一所述基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的检测方法，包括以下步骤：

1)将待检测薄膜滤光片阵列排布安放在载物盒内；

2）将装有待检测薄膜滤光片的载物盒置入光谱分析仪中进行光谱性能测试，得到光谱分析结果传送至图像比对系统中；

3）人工依据光谱分析结果将光谱测试合格的测薄膜滤光片挑选出来；

4）将装有被挑选剩下的待检测薄膜滤光片的载物盒放置于载物台上，根据薄膜滤光片的光学特点，控制照明光源切换到白色或混合组合光以及调整照明光源亮度和照射角度；

5）采用相机对载物盒内待检测薄膜滤光片进行图像采集并上传至图像对比系统内；

6）依据图像对比系统内预先存储的典型薄膜滤光片图像，搜索相机采集的图像上与之匹配的特征，并将所有相匹配的特征标记为薄膜滤光片；

7）计算出相机采集的图像上标记后薄膜滤光片的位置；

8）将标记完薄膜滤光片位置的图像与光谱分析结果进行自动对比检查薄膜滤光片是否挑错。

优选地，步骤6）中：获取典型薄膜滤光片图像过程是从照片上框选出典型的薄膜滤光片图像添加至图像比对系统的模板库内。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的系统及检测方法，将待检测薄膜滤光片进行光谱测试，挑出合格的薄膜滤光片后，再置入检测装置内进行拍照检测，在图像对比分析系统内根据拍照照片与光谱分析结果进行比对检测是否有挑错或挑漏现象，因此可以避免人工检查出错的问题，并且效率提升明显。

附图说明

图1，为本发明提供的一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的系统的示意图。

图2，为本发明提供的一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的系统中检测装置的示意图；

图3，为本发明提供的一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的系统中检测装置的爆炸图；

图4，为本发明提供的一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的检测方法中装有待检测薄膜滤光片的载物盒示意图；

图5，为本发明提供的一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的检测方法中待检测薄膜滤光片在光谱分析仪中进行光谱测试后的光谱分析结果示意图；

图6，为本发明提供的一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的检测方法中装有被挑选剩下的待检测薄膜滤光片的载物盒示意图；

图7，为本发明提供的一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的检测方法中标记是否挑错薄膜滤光片的示意图。

具体实施方式

根据附图对本发明提供的优选实施方式做具体说明。

图1，为本发明提供的一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的系统的优选实施方式。所述基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的系统包括载物盒10、光谱分析仪20、检测装置30以及图像对比系统40，所述载物盒10内设有用于供薄膜滤光片阵列分布的放置区；所述光谱分析仪20，用于对载物盒内放置的薄膜滤光片进行光谱分析，并将光谱分析结果传送至图像对比系统40；所述检测装置30包括用于对载物盒10内挑选后剩下的薄膜滤波片进行照明的照明组件31以及用于对载物盒内挑选后剩下的薄膜滤波片进行图像采集并将图像采集的信息传送至图像对比系统的相机32；所述图像对比系统40，用于将图像采集信息与光谱分析结果进行比对分析，这样根据图像对比系统40的分析检测出是否有挑错或挑漏的现象。所述相机30为工业相机，具有高清工业镜头。

如图2和图3所示，所述照明组件31包括照明光源311以及用于驱动照明光源照明的光源控制器312。所述检测装置还包括载物台33，在进行光谱分析测试后，载物盒10放置在载物台33上。载物台33上设有固定柱331，照明光源311和相机32分别通过固定架332可调节安装在固定柱331上，照明光源311、相机32与待检测的薄膜滤光片的距离可通过上下移动来调整。

所述照明光源311为白光且为组合光源，并且照明光源的亮度可调。所述照明光源311包括一个环形白色照明光源3111和一个同轴方形白色照明光源3112，环形白色照明光源3111安装在方形白色照明光源3112下方，根据需要，环形白色照明光源3111和方形白色照明光源3112可在水平方向上旋转角度。

该同轴方形白色照明光源3112，为平行光，可以沿固定柱331上下移动，调整与待检产品的距离，也可以以固定柱为轴，调整照射角度；内置单色照明光源（包含但不限于红、绿、蓝）和白光，通过电脑驱动光源控制器312选择合适的照明光源，可以为各种光的混合光，比如红光和蓝光的混合光；并可通过电脑驱动光源控制器调整照明亮度。

该环形白色照明光源3111为环状光源，低角度入射，可以沿固定柱331上下移动，调整与待检产品的距离，也可以以固定柱为轴，调整照射角度；内置单色照明光源（包含但不限于红、绿、蓝）和白光，通过电脑驱动光源控制器312选择合适的照明光源，可以为各种光的混合光，比如红光和蓝光的混合光；并可通过电脑驱动光源控制器调整照明亮度。

所述载物盒10为硅胶盒。作为一种优选实施方式，载物盒10内设有若干个按照m行*n列排列设置的用于放置单个待检测薄膜滤光片的单元格，例如盒体13内设有10行*10列排列的100个单元格，100个待检测薄膜滤光片分别单个置入100个单元格内。

本发明提供还一种基于机器视觉检查薄膜滤光片是否挑错的检测方法，包括以下步骤：

1)将待检测薄膜滤光片阵列排布安放在载物盒内；

2）将装有待检测薄膜滤光片的载物盒置入光谱分析仪中进行光谱性能测试，得到光谱分析结果传送至图像比对系统中；

3）人工依据光谱分析结果将光谱测试合格的测薄膜滤光片挑选出来；

4）将装有被挑选剩下的待检测薄膜滤光片的载物盒放置于载物台上，根据薄膜滤光片的光学特点，控制照明光源切换到白色或混合组合光以及调整照明光源亮度和照射角度；

5）采用相机对载物盒内待检测薄膜滤光片进行图像采集并上传至图像对比系统内；

6）依据图像对比系统内预先存储的典型薄膜滤光片图像，搜索相机采集的图像上与之匹配的特征，并将所有相匹配的特征标记为薄膜滤光片；

7）计算出相机采集的图像上标记后薄膜滤光片的位置；

8）将标记完薄膜滤光片位置的图像与光谱分析结果进行自动对比检查薄膜滤光片是否挑错。

在步骤6）中，获取典型薄膜滤光片图像是在进行匹配之前，获取典型薄膜滤光片图像过程是从照片上框选出典型的薄膜滤光片图像添加至图像比对系统的模板库内。

在步骤6）中进行对比，具体包括：

a)原本是不良的滤光片是否被挑走；如果挑走，则表明挑错；

b)原本合格的滤光片是否被挑走。如果没有被挑走，则表明有挑漏。

以100个待检测薄膜滤光片为例进行说明：

1）如图4所示，将100个待检测薄膜滤光片置入载物盒10内按照10*1排列，在光谱分析仪20中进行测试光谱性能，得到光谱分析结果（如图5所示，pass表示合格，fail表示不合格），人工挑选出光谱测试合格的待测薄膜滤光片，得到剩下的待测薄膜滤光片（如图6所示）；

2）将装有剩下待测薄膜滤光片的载物盒10置入载物台33上，依据需要调节照明光源311、相机32与待检测薄膜滤光片的距离以及照明光源311的角度，控制照明光源311切换到白色或混合组合光以及调整照明光源亮度和照射角度；

3）采用相机32对载物盒10内剩下的待检测薄膜滤光片进行图像采集并上传至图像比对系统内；

4）依据图像比对系统的样板库内典型薄膜滤光片图像，搜索相机采集的图像上与之匹配的特征，并将所有相匹配的特征标记为薄膜滤光片；

5）计算出相机采集的图像上标记后薄膜滤光片的位置；

6）将标记完薄膜滤光片位置的图像与光谱分析结果进行自动对比检查薄膜滤光片是否挑错。如图7所示，原本光特性不良但被挑走的膜片位置使用虚线圆圈标注，原本光特性合格但未被挑走的膜片使用实线圆圈标注。

综上所述，本发明的技术方案可以充分有效的实现上述发明目的，且本发明的结构及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，能达到预期的功效及目的，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对发明的实施例做出多种变更或修改。因此，本发明包括一切在专利申请范围中所提到范围内的所有替换内容，任何在本发明申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。