CN101435697A - 一种通孔的位置检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于距离检测领域，提供了一种通孔的位置检测方法及系统，所述方法包括下述步骤：采集光源照射下的具有通孔的本体的图像，所述图像为包括本体边缘和通孔的黑白图像；检测所述图像中本体边缘与通孔的距离。在本发明实施例中，通过将光源照射于本体，根据光学成像原理，可采集到包括本体边缘和通孔的黑白图像，通过检测该黑白图像中通孔与本体边缘的距离，从而可以更客观、更精确的检测出通孔在该本体中的位置是否满足要求。同时由于采用软件控制硬件的检测方法，因此，可以实现批量检测，极大的节省了时间和人力资源、降低了劳动强度、保证了检测质量。

Description

一种通孔的位置检测方法及系统

技术领域

本发明属于检测领域，尤其涉及一种通孔的位置检测方法及系统。

背景技术

现有的许多产品的本体中都设起固定作用的通孔，如移动终端外壳的内表面也镶嵌有用于固定摄像头或者移动终端主板的螺纹孔。由于螺纹孔的尺寸较小，加工难度较大，在将螺纹孔镶嵌在移动终端外壳的内表面时，不可避免的存在误差，使镶嵌在不同移动终端外壳的内表面的螺纹孔与移动终端外壳的距离不一致。如果该误差较大，将降低移动终端成品的品质，从而影响企业的信誉和发展。因此，有必要对移动终端外壳内嵌的螺纹孔与移动终端边缘的距离进行检测。

现有技术的距离测量中，通常直接采用卡尺或者相关的量具进行测量，但由于移动终端的外壳为橡胶材质，边缘不平整，同时难以通过人眼的观察确定螺纹孔的圆心，从而采用这种测量方法难以精确的测量出移动终端外壳内嵌的螺纹孔与移动终端边缘的距离。

现有技术还通过将移动终端主板或者摄像头通过螺丝固定在移动终端外壳上，直接观察这种固定方式是否牢固，来检测移动终端外壳内嵌的螺纹孔与移动终端边缘的距离是否满足要求。但这种检测方法需要安装、拆卸，容易损坏相关部件，降低产品的品质。同时检测单件产品的时间太长。当需要批量生产时，将大量浪费人力资源，难以满足批量生产时的检测需求。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种通孔的位置检测检测方法，旨在解决现有技术由于采用人工检测本体具有的通孔与本体边缘的距离，而导致的检测效率低，浪费资源，检测效果不佳的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种通孔的位置检测方法，所述方法包括下述步骤：

采集光源照射下的具有通孔的本体的图像，所述图像为包括本体边缘和通孔的黑白图像；

检测所述图像中本体边缘与通孔的距离。

本发明实施例的另一目的在于提供一种通孔的位置检测检测系统，所述系统包括：

图像采集装置，用于采集光源照射下的具有通孔的本体的图像，所述图像为包括本体边缘和通孔的黑白图像；

图像检测单元，用于检测所述图像采集装置采集的图像中本体边缘与通孔的距离。

本发明实施例的另一目的在于提供一种图像采集装置，所述图像采集装置包括：图像采集设备，位于图像采集设备下方的为所述具有通孔的本体提供照射光源的光源，以及位于所述光源下方，用于固定所述具有通孔的本体的支座。

在本发明实施例中，由于通过将光源照射于具有通孔的本体，由于通孔与本体对光的反射强度不同，根据光学成像原理，可采集到包括本体边缘和通孔的黑白图像，从而可以更客观、更精确的检测出具有通孔的本体中通孔与边缘的距离。同时由于采用软件控制硬件的检测方法，因此，可以实现批量检测，极大的节省了时间和人力资源、降低了劳动强度、保证了检测质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的通孔的位置检测方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的图像采集装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的采集的具有螺纹孔的移动终端外壳的效果图；

图4是本发明实施例提供的在坐标系中测量移动终端内嵌的螺纹孔与移动终端边缘的距离的示意图；

图5是本发明实施例提供的通孔的位置检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，通过将光源照射于具有通孔的本体，由于通孔与本体对光的反射强度不同，根据光学成像原理，采集的具有通孔的本体的图像为包括本体边缘和通孔的黑白图像，通过测量出该黑白图像中通孔的圆心到本体边缘的距离，即可检测出具有通孔的本体中该通孔与本体边缘的距离是否在标准距离范围内。

图1示出了本发明实施例提供的通孔的位置检测方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，采集光源照射下的具有通孔的本体的图像。其中具有通孔的本体中，通孔与本体对光的反射强度不一致，根据光学成像原理，采集的图像为包括本体边缘和通孔的黑白图像。

如图2所示，是本发明实施例采用的图像采集装置。该图像采集装置包括采集图像的图像采集设备1，其可以是摄像机、照相机、摄像头等，位于图像采集设备1下方，为被测的具有通孔的本体提供照射光源的光源2，以及位于光源2下方，用于固定被测的具有通孔的本体的支座3。其中光源2的光亮度保证图像采集设备1能够采集到具有通孔的本体的清晰图像，且为了适应不同类型的产品，光源2的光亮度可以在一定范围内调节，其大小可以完全覆盖被测的具有通孔的本体。为了在具有通孔的本体的表面形成均匀的光斑，避免阻挡图像采集设备1从光源的内环中采集图像，光源2为环行光源。该图像采集装置还可以包括控制光源2的打开和关闭的光源开关控制单元(图未示出)。该光源开关控制单元是由程序实现的，其也可以由硬件电路等实现。

以下以检测移动终端外壳中内嵌的金属材质的螺纹孔与移动终端外壳边缘的距离为例，进行说明。其中移动终端外壳即为本体，移动终端外壳内嵌的螺纹孔即为通孔。

在采集内嵌有螺纹孔的移动终端外壳的图像时，先将内嵌有螺纹孔的移动终端外壳固定于图2所示的图像采集装置的支座3上，以避免内嵌有螺纹孔的移动终端外壳移出图像采集设备1的视野。

启动光源开关控制程序，在光源开关控制程序的控制下打开光源2，使光源2发出的光照射于固定在支座3上的内嵌有螺纹孔的移动终端外壳上，同时控制光源2的光亮度使图像采集设备1能够采集到内嵌有螺纹孔的移动终端外壳的清晰图像，控制光源2的大小完全覆盖固定在支座3上的内嵌有螺纹孔的移动终端外壳。

由于固定移动终端外壳的支座3与移动终端外壳的颜色的差异，使二者的反光性有很大的差异，因而在图像采集设备1中就能呈现出移动终端外壳为白色，支座3为黑色的黑白分明的分界线，该分界线即为移动终端外壳边缘的边界线。在该移动终端外壳边缘的边界线内的区域，由于移动终端外壳内嵌有金属材质的螺纹孔，该螺纹孔对光的反射明显强于移动终端外壳对光的反射，根据光学成像原理，采集的图像中，螺纹孔呈现白色的圆环形斑点，使采集的图像中螺纹孔与移动终端外壳明显的区别开。根据上述原理，经光源2照射并最终采集到的移动终端外壳的图像为包括移动终端外壳边缘和螺纹孔的黑白图像。其效果如图3所示。

在步骤S102中，对采集的包括本体边缘和通孔的图像进行处理，使图像中包括的本体边缘的边界线和通孔的边界线更加明显，从而使距离检测更加精确。同样以检测移动终端外壳内嵌的螺纹孔与移动终端外壳边缘的距离为例，进行说明。

为了使图像中黑白对比强烈，便于检测，首先对采集的内嵌有螺纹孔的移动终端外壳的图像进行二值化处理，由于图像二值化处理是图像处理领域的公知技术，在此不再赘述。经二值化处理后，该采集的图像中包括的移动终端外壳边缘的边界线和螺纹孔的边界线更加明显和突出。

二值化处理后，由于图像噪音，以及移动终端外壳、螺纹孔、支座表面凹凸的变化的影响，使图像中移动终端外壳、螺纹孔、支座表面没有完全呈现同种颜色。

因此，为了达到更精确的检测效果，在本发明实施例中，对图像进行二值化处理后，再对图像进行灰度填充，使移动终端外壳边缘区域内可能产生的黑色点或者黑色区域全部变白，而将该移动终端外壳边缘区域以外的区域内的白色点或者白色区域全部变黑。接着对变黑的图像颗粒进行过滤，滤除掉随机产生的小黑点，避免这些小黑点对检测产生影响。然后，根据处理后的图像像素的灰度差，查找到图像上由于灰度差而形成的移动终端外壳边缘的边界线和螺纹孔的边界线。

由于需要同时得到图像中移动终端外壳边缘的边界线和螺纹孔的边界线，为了加快图像处理速度，在本发明实施例中，在对图像进行处理之前，可以将采集的图像复制一份，得到该图像的副本，此时分别对采集的图像和图像副本进行上述处理，在不同的图像中分别查找移动终端外壳边缘的边界线和螺纹孔的边界线。在查找螺纹孔的边界线时，由于移动终端外壳的反光性不完全相同等因素，可能在处理后的图像中存在多个圆形区域或者接近圆形的斑点，此时，根据预设的螺纹孔的位置以及螺纹孔的大小，滤除掉图像中不符合预设位置和大小的圆形区域，然后根据图像像素的灰度差，在图像上查找出该螺纹孔的圆形区域。在本发明实施例中，以在采集的图像中查找移动终端外壳边缘的边界线，在该图像的副本中查找螺纹孔的边界线为例。

在步骤S103中，检测处理后的图像中的通孔与本体外壳边缘之间的距离是否在预设的标准距离范围内。如果检测出的通孔与本体外壳边缘之间的距离在预设的标准距离范围内，则该具有通孔的为良品，否则，为次品。在此，以检测处理的内嵌有螺纹孔的移动终端外壳的图像为例，详细说明距离检测步骤，具体如下：

A、在图像所在的平面建立二维坐标系，水平方向为X轴，垂直方向为Y轴。当图像中移动终端外壳边缘的边界线与二维坐标系中的垂直方向不平行时，为了方便测量，先计算出该图像中移动终端外壳边缘的边界线与二维坐标系中的垂直方向之间的夹角，根据计算出的夹角，对图像进行旋转处理，使旋转后的图像在宽度方向与二维坐标系的X轴平行，在长度方向与二维坐标系的Y轴平行。其效果如图4所示。

在本发明实施例中，也可以在采集了移动终端外壳的图像后，即在采集的图像所在的平面建立二维坐标系，水平方向为X轴，垂直方向为Y轴。并对图像进行旋转，使采集的图像在宽度方向与二维坐标系的X轴平行，在长度方向与二维坐标系的Y轴平行。然后再复制一份采集的图像，得到该图像的副本，接着分别对采集的图像以及该图像的副本进行二值化、填充、过滤等处理。

B、分别测量处理后的图像中移动终端外壳边缘的边界线在该二维坐标系的宽度方向的坐标值X1，以及处理后的图像副本中螺纹孔的圆心在该二维坐标系的宽度方向的坐标值X2。其中在测量处理后的图像副本中螺纹孔的圆心在该二维坐标系的宽度方向的坐标值X2时，首先查找到该图像副本中螺纹孔的边界线，再计算该螺纹孔的边界线所表示的圆形区域内所有点在该二维坐标系的宽度方向的坐标值的平均值，该平均值即为该螺纹孔的圆心在二维坐标系的宽度方向的坐标值X2。

C、将测量得到的移动终端边缘的坐标值X1与螺纹孔圆心的坐标值X2的差值与预设的标准距离值进行比较，判断该差值是否在标准距离值的允许误差范围内，如果是，则该移动终端外壳为良品；否则，该移动终端外壳为次品。

在步骤S104中，向用户报告上述距离检测结果。其可以通过显示设备显示上述距离检测结果，也可以采用指示灯指示上述检测结果。如当上述检测结果为良品时，指示灯显示为绿色；当上述检测结果为次品时，指示灯显示为红色，因此，操作员可以根据指示灯的指示将良品和次品区分开。

图5示出了本发明实施例提供的通孔的位置检测系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

图像采集装置51采集光源照射下的具有通孔的本体的图像。采集的图像为包括本体边缘和通孔的黑白图像。该图像采集装置51的具体结构如图2所示，其连接如上所述，在此不再赘述。采用图2所示的图像采集装置采集包括本体外壳边缘和通孔的黑白图像的原理如上所述，在此不再赘述。

为了使检测的通孔与本体边缘之间的距离更加精确，以达到最佳的检测结果，图像处理单元52对图像采集装置51采集的包括本体边缘和通孔的黑白图像进行二值化处理、填充处理、过滤处理以及颜色处理，得到本体边缘的边界线和通孔的边界线对比明显、突出的黑白图像。其具体处理过程如上所述，在此不再赘述。

距离检测单元53检测处理后的图像中的通孔与本体边缘之间的距离是否在预设的标准距离范围内。如果检测出的通孔与本体边缘之间的距离在预设的标准距离范围内，则该具有通孔的本体为良品，否则，为次品。

其中坐标系建立单元531在图像所在的平面建立二维坐标系，水平方向为X轴，垂直方向为Y轴。

当图像中本体边缘的边界线与二维坐标系中的垂直方向不平行时，为了方便测量，图像旋转单元532先计算出该图像中本体边缘的边界线与二维坐标系中的垂直方向之间的夹角，再根据计算出的夹角，对图像进行旋转处理，使旋转后的图像在宽度方向与二维坐标系的X轴平行，在长度方向与二维坐标系的Y轴平行。其效果如图4所示。

在本发明实施例中，可以在图像采集装置51采集了图像后，由坐标系建立单元531建立坐标系，图像旋转单元532对图像进行旋转后，再由图像处理单元52对图像进行处理。

距离测量单元533分别测量处理后的图像中本体边缘的边界线在坐标系建立单元531建立的二维坐标系的宽度方向的坐标值X1，以及处理后的图像副本中通孔的圆心在坐标系建立单元531建立的二维坐标系的宽度方向的坐标值X2。其具体测量过程如上所述，在此不再赘述。

距离比较判断单元534将距离测量单元533测量得到的本体边缘的坐标值X1与通孔圆心的坐标值X2的差值与预设的标准距离值进行比较，判断该差值是否在标准距离值的允许误差范围内，如果是，则该具有通孔的本体为良品；否则，该具有通孔的本体为次品。

检测结果报告单元54向用户报告距离检测单元53得到的距离检测结果。其可以通过显示设备显示上述距离检测结果，也可以采用指示灯指示上述检测结果。如当上述检测结果为良品时，指示灯显示为绿色；当上述检测结果为次品时，指示灯显示为红色，因此，操作员可以根据指示灯的指示将良品和次品区分开。

在本发明实施例中，通过将光源照射于具有通孔的本体，由于通孔与本体对光的反射强度的不同，根据光学成像原理，即可采集到包括本体边缘和通孔的黑白图像，通过测量出该黑白图像中通孔的圆心到本边缘的距离，即可检测出具有通孔的本体中，通孔的位置是否符合要求。由于本发明实施例采用光学成像原理，采用软件控制硬件的检测方法，因此，检测结果更客观、更精确。而且可以实现批量检测，极大的节省了时间和人力资源、降低了劳动强度、保证了检测质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1、一种通孔的位置检测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

采集光源照射下的具有通孔的本体的图像，所述图像为包括本体边缘和通孔的黑白图像；

检测所述图像中本体边缘与通孔的距离。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本体与所述通孔对光的反射强度不一致。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测所述图像中本体边缘与通孔的距离的步骤具体为：

在所述图像所在的平面建立二维坐标系，水平方向为X轴，垂直方向为Y轴；

分别测量出所述图像中本体边缘在所述二维坐标系的水平方向的坐标值，和所述图像中通孔的圆心在所述二维坐标系的水平方向的坐标值；

将所述本体边缘在所述二维坐标系的水平方向的坐标值与所述通孔的圆心在所述二维坐标系的水平方向的坐标值的差值，与预设的标准距离值进行比较，判断所述差值是否在标准距离值的误差范围内，如果是，则所述本体为良品，否则，所述本体为次品。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，测量所述图像中通孔的圆心在所述二维坐标系的水平方向的坐标值的具体步骤为：

查找所述图像中通孔的边界线；

计算所述图像中通孔的边界线表示的区域内所有像素在所述二维坐标系水平方向的坐标的平均值，所述平均值即为所述通孔的圆心在所述二维坐标系的水平方向的坐标值。

5、如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述图像所在的平面建立二维坐标系时，如果所述图像与所述二维坐标系的水平方向不垂直，旋转所述图像，使所述图像与所述二维坐标系的水平方向垂直。

6、如权利要求1至5任一权利要求所述的方法，其特征在于，在检测所述图像中本体边缘与通孔的距离的步骤之前，所述方法还包下述步骤：

对所述图像进行二值化处理，填充处理，和/或过滤处理。

7、如权利要求1至5任一权利要求所述的方法，其特征在于，在检测所述图像中本体边缘与通孔的距离的步骤之后，所述方法还包下述步骤：

报告所述距离检测结果。

8、一种通孔的位置检测系统，其特征在于，所述系统包括：

图像采集装置，用于采集光源照射下的具有通孔的本体的图像，所述图像为包括本体边缘和通孔的黑白图像；

图像检测单元，用于检测所述图像采集装置采集的图像中本体边缘与通孔的距离。

9、如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述图像采集装置包括：图像采集设备，位于图像采集设备下方的为所述具有通孔的本体提供照射光源的光源，以及位于所述光源下方，用于固定所述具有通孔的本体的支座。

10、如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述图像检测单元包括：

坐标系建立单元，用于在所述图像所在的平面建立二维坐标系，水平方向为X轴，垂直方向为Y轴；

距离测量单元，用于分别测量出所述图像中本体边缘在所述坐标系建立单元建立的二维坐标系的水平方向的坐标值和所述图像中通孔的圆心在所述坐标系建立单元建立的二维坐标系的水平方向的坐标值；

距离比较判断单元，用于将所述本体边缘在所述二维坐标系的水平方向的坐标值与所述通孔的圆心在所述二维坐标系的水平方向的坐标值的差值，与预设的标准距离值进行比较，判断所述差值是否在标准距离值的误差范围内，如果是，则所述本体为良品，否则，所述本体为次品。

11、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述图像检测单元还包括：

图像旋转单元，用于当所述坐标系建立单元在所述图像所在的平面建立二维坐标系时，如果所述图像与所述二维坐标系的水平方向不垂直，旋转所述图像，使所述图像与所述二维坐标系的水平方向垂直。

12、如权利要求8至11任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

图像处理单元，用于对所述图像采集装置采集的图像进行二值化处理，填充处理，和/或过滤处理。

13、如权利要求8至11任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

检测结果报告单元，用于报告所述距离检测单元的距离检测结果。

14、一种图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置包括：图像采集设备，位于图像采集设备下方的为所述具有通孔的本体提供照射光源的光源，以及位于所述光源下方，用于固定所述具有通孔的本体的支座。

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