一种高精度视觉成像系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高精度视觉成像系统，包括第一光成像模块，第一光成像模块包括第一同轴光源、两个条形光源和第一CCD相机，所述第一同轴光源、两个条形光源和第一CCD相机分别按预定角度围绕被测工件表面边缘设置，其中第一同轴光源与第一CCD相机相对设置，两个条形光源相对设置。本系统能够提供均匀的照明克服反射度较高的被测工件表面反光造成的干扰，以提高机器视觉准确性和重现性。
【专利说明】
一种高精度视觉成像系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及到视觉检测技术领域，尤其涉及一种高精度视觉成像检测系统。 【背景技术】
[0002]在工业检测中，传统的检测技术往往依靠众多的检测工人。人工检测效率较低，具有主观不稳定因素等弊端。近些年，随着机器视觉的快速发展，视觉检测在工业检测领域应用越来越广泛，而一个高精度、快速性和鲁棒性的视觉检测系统是以优良的视觉成像系统为前提。
[0003]但是对于表面反射度极高的金属工业零件传统光源不能提供足够的照明，不能充分反映物体表面情况，相机成像后，不利于准确判断被测工件划伤、凹陷、起泡、开裂和异物等缺陷特征。
[0004]因此如何能够提供均匀的照明克服反射度较高的被测工件表面反光造成的干扰， 以提高机器视觉准确性和重现性，成为本领域技术人员亟待解决的问题。【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高精度视觉成像系统能够提供均匀的照明克服反射度较高的被测工件表面反光造成的干扰，以提高机器视觉准确性和重现性。
[0006]本实用新型提供的高精度视觉成像系统，包括第一光成像模块，第一光成像模块包括第一同轴光源、两个条形光源和第一 CCD相机，所述第一同轴光源、两个条形光源和第一 CCD相机分别按预定角度围绕被测工件表面边缘设置，其中第一同轴光源与第一 CCD相机相对设置，两个条形光源相对设置。[〇〇〇7]优选地，第一光成像模块设置在被测工件上表面边缘之上，所述第一同轴光源与被测工件上表面预定角度为45°，第一 CCD相机与被测工件上表面预定角度为45°，两个条形光源分别与被测工件上表面的预定角度为45°到75 °之间任意角度。
[0008]优选地，第一光成像模块设置在被测工件下表面边缘之下，所述第一同轴光源与被测工件下表面预定角度为45°，第一 CCD相机与被测工件下表面预定角度为45°，两个条形光源分别与被测工件下表面的预定角度为45°到75 °之间任意角度。
[0009]优选地，所述系统还包括第二光成像模块，第二光成像模块包括第二同轴光源和第二CCD相机，所述第二同轴光源按预定角度设置在被测工件侧面一侧，所述第二CCD相机按预定角度设置在被测工件侧面另一侧，第二同轴光源和第二CCD相机相对设置。
[0010]优选地，所述第二同轴光源与被测工件侧面预定角度为45°，第二CCD相机与被测工件侧面预定角度为45°。
[0011]优选地，所述系统还包括第三光成像模块，第三光成像模块包括第三同轴光源和第三C⑶相机，所述第三同轴光源、第三(XD相机和被测工件同轴设置。
[0012]优选地，第三光成像模块设置在被测工件正面之前，所述第三同轴光源设置在被测工件正面前方，第三C⑶相机设置在第三同轴光源的远离被测工件的一端。
[0013]优选地，第三光成像模块设置在被测工件背面之后，所述第三同轴光源设置在被测工件背面后方，第三C⑶相机设置在第三同轴光源的远离被测工件的一端。
[0014]同轴光和条形光的组合，为工件上下表面做光照补偿，丰富了上下表面信息，加强了工件上下表面缺陷特征，且同轴光源倾斜打光更能够凸显工件表面的不平整，加强划伤、 凹陷、缩水、起泡等表面缺陷特征。本系统能够提供均匀的照明克服反射度较高的被测工件表面反光造成的干扰，以提高机器视觉准确性和重现性。同轴光为工件侧面边缘做光照补偿，丰富了侧面边缘信息，加强了工件侧面边缘缺陷特征，且同轴光源倾斜打光更能够凸显工件侧面的不平整，加强划伤、凹陷、缩水、起泡等表面缺陷特征。第三同轴光、第三CCD相机和被测工件同轴设置，使得光源打光更加集中，相机能够最大程度地接收工件表面的反射光，从而增强了工件表面的缺陷特征。【附图说明】
[0015]图1为本实用新型提供的一种高精度视觉成像系统中第一成像模块的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型提供的一种高精度视觉成像系统中第二成像模块的结构示意图；
[0017]图3为本实用新型提供的一种高精度视觉成像系统中第三成像模块的结构示意图；
[0018]图4为本实用新型提供的一种运用高精度视觉成像成像系统的检测系统的工作流程图。【具体实施方式】
[0019]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0020]参见图1，图1为本实用新型提供的一种高精度视觉成像系统中第一成像模块的结构示意图。
[0021]高精度视觉成像系统，用于对被测工件10上和\或下表面进行成像检测，包括第一光成像模块，第一光成像模块包括第一同轴光源14、两个条形光源12、13和第一 CCD相机11， 所述第一同轴光源14、两个条形光源12、14和第一 CCD相机11分别按预定角度围绕被测工件 10表面边缘设置，其中第一同轴光源14与第一 CCD相机11相对设置，两个条形光源12、13相对设置。
[0022]第一光成像模块可用于对被测工件上表面进行成像检测，第一光成像模块设置在被测工件10上表面边缘之上，所述第一同轴光源14与被测工件10上表面预定角度为45°，第一 CCD相机11与被测工件10上表面预定角度为45°，两个条形光源12、13分别与被测工件10 上表面的预定角度为45°到75 °之间任意角度。
[0023]第一光成像模块也可用于对被测工件下表面进行成像检测，第一光成像模块设置在被测工件10下表面边缘之下，所述第一同轴光源14与被测工件10下表面预定角度为45°， 第一 CCD相机11与被测工件110下表面预定角度为45°，两个条形光源12、13分别与被测工件10下表面的预定角度为45°到75 °之间任意角度。
[0024]在对工件上下表面进行成像检测时，可以设置一个第一成像模块，先对被测工件上或下表面进行成像检测，再对被测工件下或上表面进行成像检测；也可以设置两个第一成像模块同时对被测工件的上下表面进行成像检测。
[0025]同轴光和条形光的组合，为工件上下表面做光照补偿，丰富了上下表面信息，加强了工件上下表面缺陷特征，且同轴光源倾斜打光更能够凸显工件表面的不平整，加强划伤、 凹陷、缩水、起泡等表面缺陷特征。本系统能够提供均匀的照明克服反射度较高的被测工件表面反光造成的干扰，以提高机器视觉准确性和重现性。
[0026]参见图2,图2为本实用新型提供的一种高精度视觉成像系统中第二成像模块的结构示意图。
[0027]所述高精度视觉成像系统还包括第二光成像模块，用于对被测工件10的左右两个侧面进行成像检测，第二光成像模块包括第二同轴光源22和第二CCD相机21，所述第二同轴光源21按预定角度设置在被测工件10侧面一侧，所述第二CCD相机21按预定角度设置在被测工件10侧面另一侧，第二同轴光源22和第二C⑶相机21相对设置。[〇〇28]优选地，所述第二同轴光源22与被测工件10侧面预定角度为45°，第二CCD相机21 与被测工件10侧面预定角度为45°。
[0029]在对工件侧面进行成像检测时，可以设置一个第二成像模块，先对被测工件一个侧面进行成像检测，再对被测工件另一个侧面进行成像检测；也可以设置两个第一成像模块同时对被测工件的左右两个侧面进行成像检测。且第一成像模块与第二成像模块的个数也可以任意搭配。
[0030]同轴光为工件侧面边缘做光照补偿，丰富了侧面边缘信息，加强了工件侧面边缘缺陷特征，且同轴光源倾斜打光更能够凸显工件侧面的不平整，加强划伤、凹陷、缩水、起泡等表面缺陷特征。
[0031]参见图3,图3为本实用新型提供的一种高精度视觉成像系统中第三成像模块的结构示意图。[〇〇32]所述高精度视觉成像系统还还包括第三光成像模块，用于对被测工件10的前后两个侧面进行成像检测，第三光成像模块包括第三同轴光源32和第三CCD相机31，所述第三同轴光源32、第三C⑶相机31和被测工件10同轴设置。[〇〇33]第三光成像模块可用于对被测工件10正面进行成像，第三光成像模块设置在被测工件10正面之前，所述第三同轴光源32设置在被测工件10正面前方，第三CCD相机31设置在第三同轴光源32的远离被测工件10的一端。[〇〇34]第三光成像模块也可用于对被测工件10正面进行成像，第三光成像模块设置在被测工件10背面之后，所述第三同轴光源32设置在被测工件10背面后方，第三C⑶相机31设置在第三同轴光源32的远离被测工件10的一端。[〇〇35]在对工件侧面进行成像检测时，可以设置一个第三成像模块，先对被测工件正面进行成像检测，再对被测工件背面进行成像检测；也可以设置两个第一成像模块同时对被测工件的前后两个侧面进行成像检测。且第一成像模块、第二成像模块和第三成像模块的个数也可以任意搭配。[〇〇36]第三同轴光、第三CCD相机和被测工件同轴设置，使得光源打光更加集中，相机能够最大程度地接收工件表面的反射光，从而增强了工件表面的缺陷特征。
[0037]参见图4,图4为本实用新型提供的一种运用高精度视觉成像成像系统的检测系统的工作流程图。
[0038]被测工件首先在上表面光检测工位I上，通过第一成像模块对被测工件上表面成像并判断产品是否合格。若被测工件不合格，通过剔除装置对产品进行剔除。若被测工件合格，再依次进入以下工位进行成像:在下表面光工位I上，通过第一成像模块对被测工件下表面成像侧面光检测方位I;在侧面光检测方位I上，通过第二成像模块对被测工件一个侧面成像;在侧面光检测方位n，通过第二成像模块对被测工件另一个侧面成像;在正面光检测方位I，通过第三成像模块对被测工件正面成像;在背面光检测方位n，通过第二成像模块对被测工件背面成像;综合以上成像结果判断待检测产品是否合格，若被测工件不合格， 通过剔除装置对产品进行剔除。
[0039]以上对本实用新型所提供的一种高精度视觉成像系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种高精度视觉成像系统，其特征在于，所述系统包括第一光成像模块，第一光成像 模块包括第一同轴光源、两个条形光源和第一 CCD相机，所述第一同轴光源、两个条形光源 和第一 CCD相机分别按预定角度围绕被测工件表面边缘设置，其中第一同轴光源与第一 CCD 相机相对设置，两个条形光源相对设置。2.根据权利要求1所述的高精度视觉成像系统，其特征在于，第一光成像模块设置在被 测工件上表面边缘之上，所述第一同轴光源与被测工件上表面预定角度为45°，第一 CCD相 机与被测工件上表面预定角度为45°，两个条形光源分别与被测工件上表面的预定角度为 45°到75 °之间任意角度。3.根据权利要求1所述的高精度视觉成像系统，其特征在于，第一光成像模块设置在被 测工件下表面边缘之下，所述第一同轴光源与被测工件下表面预定角度为45°，第一 CCD相 机与被测工件下表面预定角度为45°，两个条形光源分别与被测工件下表面的预定角度为 45°到75 °之间任意角度。4.根据权利要求1所述的高精度视觉成像系统，其特征在于，所述系统还包括第二光成 像模块，第二光成像模块包括第二同轴光源和第二CCD相机，所述第二同轴光源按预定角度 设置在被测工件侧面一侧，所述第二CCD相机按预定角度设置在被测工件侧面另一侧，第二 同轴光源和第二CCD相机相对设置。5.根据权利要求4所述的高精度视觉成像系统，其特征在于，所述第二同轴光源与被测 工件侧面预定角度为45°，第二CCD相机与被测工件侧面预定角度为45°。6.根据权利要求1至5所述任一项的高精度视觉成像系统，其特征在于，所述系统还包 括第三光成像模块，第三光成像模块包括第三同轴光源和第三CCD相机，所述第三同轴光 源、第三(XD相机和被测工件同轴设置。7.根据权利要求6所述的高精度视觉成像系统，其特征在于，第三光成像模块设置在被 测工件正面之前，所述第三同轴光源设置在被测工件正面前方，第三CCD相机设置在第三同 轴光源的远离被测工件的一端。8.根据权利要求6所述的高精度视觉成像系统，其特征在于，第三光成像模块设置在被 测工件背面之后，所述第三同轴光源设置在被测工件背面后方，第三CCD相机设置在第三同 轴光源的远离被测工件的一端。
【文档编号】G01N21/95GK205581027SQ201620377362
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】赵科, 刘敏
【申请人】上海佳万智能科技有限公司