一种同时多方位视觉检测系统的制作方法

本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种同时多方位视觉检测系统。

背景技术：

在现有技术中，工件生产过程中，工件上难免会存在划痕、裂纹、砂眼等缺陷，采用人工检测的方式不仅工作量大，而且受检测人员主观因素的影响，容易对产品表面缺陷造成漏检，不能保证检测的效率和精度。

随着工业自动化的快速发展，对机器视觉镜头的技术要求愈来愈高，传统的机器视觉检测镜头仅能够拍摄被测物的一面，如果需要同时检测多面(正面与侧面)。

目前现有技术有以下的几种问题：其一，一般检测立体图形需要搭配多个检测镜头，不仅占用检测设备空间，而且增加了设备的成本；其二，检测设备在运行过程中出现误检和漏检的情况；其三，现有的视觉检测需要人工根据工件的形状结构通过复杂的步骤提前设定工件的检测区域，使用起来不够灵活方便，影响了工作效率。

有鉴于此，实有必要开发一种同时多方位视觉检测系统，用以解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种同时多方位视觉检测系统，通过对工件分为不同的打光检测区域，不需要人对工件的形状结构提前设定工件的检测区域，使用灵活方便，提高了工作效率，更加节约时间，提高了不合格工件的检出率，通过镜头对被测物体多方位检测，减少相机的数量，节约成本和空间。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种同时多方位视觉检测系统，包括：

计算单元、机械臂、相机和相机安装架，所述相机设置在相机安装架内；所述计算单元分别与机械臂及相机连接，所述计算单元包括：控制移动模块、缺陷检测模块和剔除处理模块；所述相机的镜头包括为沿入射光线传输方向依次共轴排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、理想透镜及像面镜片。

优选的，第一透镜为包括第一入射面及第一出射面的双凸正透镜，所述第一透镜的轴向厚度为10mm，第一入射面的曲率半径为110mm，第一出射面的曲率半径为120mm。

优选的，第二透镜为包括第二入射面及第二出射面的双凸正透镜，第二透镜的轴向厚度为15mm，第二入射面的曲率半径为102mm，第二出射面的曲率半径为63mm。

优选的，第三透镜为包括第三入射面及第三出射面的凹凸负透镜，第三透镜的轴向厚度为13mm，第三入射面为曲率半径60mm的凹面，第三出射面为曲率半径528mm的凸面，曲率半径和厚度误差都在±4％以内。

优选的，缺陷检测模块，用于获取相机采集的图像，并对获取到的图像进行图像处理，进而将图像分为不同的打光检测区域，对每个打光检测区域进行检测并判断是否存在缺陷。

优选的，所述缺陷检测模块包括：

用于对图像进行遍历扫描的遍历单元，求取图像的边界；

用于对图像进行轮廓提取的标记单元，并对图像的前景和背景进行标记；

用于利用图像分割算法的分割单元，将前景分割成多个区域，灰度值高于背景灰度值的区域分为高角度打光检测区域，灰度值低于背景灰度值的区域分为低角度打光检测区域；

检测单元，用于对低角度打光检测区域和高角度打光检测区域同时进行检测并判断是否存在缺陷。

优选的，所述检测单元具体用于检测高角度打光检测区域中是否存在黑斑，若存在黑斑，则判断高角度打光检测区域存在缺陷，同时检测低角度打光检测区域中是否存在亮斑，若存在亮斑，则判断低角度打光检测区域存在缺陷。

优选的，第一透镜的折射率与阿贝数比例为0.03、所述第二透镜的折射率与阿贝数比例为0.07和所述第三透镜的折射率与阿贝数比例为0.06，误差均为4％以内。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：通过对工件分为不同的打光检测区域，不需要人对工件的形状结构提前设定工件的检测区域，使用灵活方便，提高了工作效率，更加节约时间，提高了不合格工件的检出率，通过镜头对被测物体多方位检测，减少相机的数量，节约成本和空间。

附图说明

图1为根据本发明所述的用于同时多方位视觉检测系统的镜头工作状态下的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

参照图1，用于同时多方位视觉检测系统，包括：

计算单元、机械臂、相机及相机安装架，所述相机设置在相机安装架内；所述计算单元分别与机械臂及相机连接，所述计算单元包括：控制移动模块、缺陷检测模块及剔除处理模块；所述相机的镜头包括为沿入射光线传输方向依次共轴排列的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、理想透镜pl和像面镜片s。

第一透镜l1为包括第一入射面s1及第一出射面s2的双凸正透镜，第一透镜l1的轴向厚度d1为10mm，第一入射面s1的曲率半径为110mm，第一出射面s2的曲率半径为120mm。

第二透镜l2为包括第二入射面s3及第二出射面s4的双凸正透镜，第二透镜l2的轴向厚度d2为15mm，第二入射面s3的曲率半径为102mm，第二出射面s4的曲率半径为63mm。

第三透镜l3为包括第三入射面s5及第三出射面s6的凹凸负透镜，第三透镜l3的轴向厚度d3为13mm，第三入射面s5为曲率半径60mm的凹面，第三出射面s6为曲率半径528mm的凸面，曲率半径和厚度误差都在±4％以内。

缺陷检测模块，用于获取相机采集的图像，并对获取到的图像进行图像处理，进而将图像分为不同的打光检测区域，对每个打光检测区域进行检测并判断是否存在缺陷。

所述缺陷检测模块包括：

用于对图像进行遍历扫描的遍历单元，求取图像的边界；

用于对图像进行轮廓提取的标记单元，并对图像的前景和背景进行标记；

用于利用图像分割算法的分割单元，将前景分割成多个区域，灰度值高于背景灰度值的区域分为高角度打光检测区域，灰度值低于背景灰度值的区域分为低角度打光检测区域；

检测单元，用于对低角度打光检测区域和高角度打光检测区域同时进行检测并判断是否存在缺陷。

所述检测单元具体用于检测高角度打光检测区域中是否存在黑斑，若存在黑斑，则判断高角度打光检测区域存在缺陷，同时检测低角度打光检测区域中是否存在亮斑，若存在亮斑，则判断低角度打光检测区域存在缺陷。

第一透镜l1的折射率与阿贝数比例为0.03、所述第二透镜l2的折射率与阿贝数比例为0.07和所述第三透镜l3的折射率与阿贝数比例为0.06，误差均为4％以内。

成像过程中，沿入射光线传输方向依次共轴排列的第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3、理想透镜pl和像面镜片s；其中第一透镜l1为包括第一入射面s1和第一出射面s2的双凸正透镜，第一透镜l1的轴向厚度d1为10mm，第一入射面s1的曲率半径为110mm，第一出射面s2的曲率半径为120mm；第二透镜l2为包括第二入射面s3及第二出射面s4的双凸正透镜，第二透镜l2的轴向厚度d2为16mm，第二入射面s3的曲率半径为102mm，第二出射面s4的曲率半径为63mm；第三透镜l3为包括第三入射面s5和第三出射面s6的凹凸负透镜，第三透镜l3的轴向厚度为13mm，第三入射面s5为曲率半径60mm的凹面，第三出射面s6为曲率半径528mm的凸面，曲率半径和厚度误差都在±4％以内。镜头左侧为物方，镜头右侧为像方。待测物的物面o1位于物方，待测物的光线会依次穿过第一透镜l1、第二透镜l2、第三透镜l3和理想透镜pl投射到像面镜片s上，像面镜片s上所成像对应一个锥形区域，所以能够同时对拍摄物体的顶端和侧面成像，避免在机器视觉检测或鉴别应用中使用多台相机及成像镜头。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。