CN103217219A - 一种基于数字相机的多点颜色检测系统 - Google Patents

一种基于数字相机的多点颜色检测系统 Download PDF

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严金华
卢凤龙
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Abstract

基于数字相机的多点颜色检测系统，包括数字相机、第一传光光纤、第二传光光纤，光源、探头和计算机；所述的第一传光光纤与第二传光光纤组成光纤组，光纤组连接探头，光源连接第一传光光纤，光源通过第一传光光纤将光传输到探头中，探头与被测物体表面相接触或深入物体内部表面，光照射到被测物体表面或内部，经被测物体反射，反射光经第二传光光纤将被测物体表面或内部的局部图像信息传输至数字相机，数字相机通过数据传输线与计算机相连，以便在计算机上获取被测物体表面或内部的局部图像信息。

Description

一种基于数字相机的多点颜色检测系统
技术领域
本发明专利属于颜色检测技术领域，特别地涉及一种基于数字相机的多点颜色检测系统。可应用于自动化领域、自动化检测领域。
背景技术
颜色检测在现代生产中的应用越来越广泛，无论是在农业还是工业等生产领域，都可能需要在某一环节采集产品的颜色，以供生产者对产品做质量检测。尤其是纺织行业，在布匹染色过程中，通过对布匹颜色的检测来判断其染色质量。在工业过程控制，材料分拣识别，图像处理，产品质量检测等，都会多多少收的应用到检测检测。随着现代计算机技术的快速发展，可以很容易的用计算机和工业相机来代替人眼的颜色识别，不仅可以提高效率和精确度，同时可以避免因人眼疲劳而引起的误差。
目前的颜色检测主要是依靠人工进行，人眼虽然可以识别一些颜色，但是人工分选不仅效率低、成本高，而且检测的主观性直接影响检测的正确性，如在纺织业中的生产线上，人眼很容易产生疲劳，导致很大的检测误差出现，进而影响产品的质量，给公司带来损失。
发明内容
本发明要克服现有自动颜色检测的设备单点检测和效率低等缺点，提供一种基于数字相机的多点颜色检测系统。
基于数字相机的多点颜色检测系统，其特征在于：包括数字相机、第一传光光纤、第二传光光纤，光源、探头和计算机；所述的第一传光光纤与第二传光光纤组成光纤组，光纤组连接探头，光源连接第一传光光纤，光源通过第一传光光纤将光传输到探头中，探头与被测物体表面相接触或深入物体内部，光照射到被测物体表面或内部，经被测物体反射，反射光经第二传光光纤将被测物体表面或内部的局部图像信息传输至数字相机，数字相机通过数据传输线与计算机相连，以便在计算机上获取被测物体表面或内部的局部图像信息。
进一步，所述的光纤组通过固定装置即探头将第一传光光纤和第二传光光纤的近物端并排固定或以小角度固定。
再进一步，包含多个所述的光纤组，每个光纤组的第二传光光纤的端面靠近数字相机的接收芯片，所述的光纤端面平整并整齐排放，光纤端面之间有间距以保证每根光纤照射形成的光斑分离。
更进一步，所述的数字相机与计算机通过USB数据传输线或者1394数据传输线连接，所述的计算机包含对所述的光斑进行处理的软件模块。
可在计算机上获取被测物体表面或内部的局部图像信息。该装置获取的被测物体表面或内部的图像一般是很小的，大致是直径为毫米级的近似圆形图像，图像的颜色比较均一，若对图像平均化处理，可视为单点颜色检测。若从光源引出多根传光光纤，可照射到多个物体的表面或内部或者一个物体的多处表面或内部，利用另外一组传光光纤将多点图像信息传输至数字相机，实现多点颜色检测。此多点颜色检测系统中，光源、数字相机和计算机可视作主机部分，每组2根光纤及其端面构成检测面，实现主机和检测面的分离。
所述的检测系统采用主动光源照射，即将光源耦合进光纤中,再由光纤另一端出射的光照射被测物体的被测区域。光源可采用白光LED、球型灯泡等白光光源。
所述的检测系统采用光纤传光的方式，即由光纤出射的光照射到被测物体的被测区域，而非直接由光源照射被测物体。由于照明光的波段处于可见光波段，一般选用大芯径塑料光纤或玻璃光纤。
所述的检测系统采用光纤端面接收被测物体表面或内部的图像信息，再将图像信息传输至数字相机，而不是由数字相机直接接收被测物体的表面或内部图像信息，实现检测端和主机的分离，便于在存在电磁干扰的环境下使用。
所述的检测系统采用多组光纤构成多个通道以实现多点检测，每组光纤由一根光源传输光纤即第一传光光纤和一根物体图像传输光纤即第二传光光纤构成，统称传光光纤。具体的通道数上限由数字相机的成像面的面积决定。
所述的检测系统接近被测物体的为由一根光源传输光纤和一根物体图像传输光纤，通过固定装置即探头将这两根光纤的近物端以一定方式固定，如将两根光纤并排固定或成一定的小角度固定，固定的原则是利于提高被测物体的被测点的图像亮度和清晰度。
所述的检测系统所用的图像接收终端为CCD数字相机或者CMOS数字相机。
所述的检测系统靠近数字相机一端的为多根物体图像传输光纤，多根光纤的端面平整并整齐排放，光纤之间相距一定的距离，多根光纤的端面靠近数字相机，保证从多根光纤出射的光都能照射到数字相机的接收芯片上，并保证每根光纤照射形成的光斑分离。分析每个光斑的颜色信息即可得到被测物体的相应被测点的颜色信息。
所述的检测系统所采用的数字相机通过数据传输线与计算机或者手持终端连接，一般为USB数据传输线或者1394数据传输线。数字相机可选用分辨率较高的工业相机，在要求比较低的情况下也可选用一般的数字相机。从计算机或者手持终端上获取数字相机接受到的图像信息，通过软件对获取的如权利要求3所述的分离的光斑进行分析处理，如图形化编程环境LabVIEW及相应的处理包，获取每个光斑的所对应的被测物体的被测点的颜色信息。
本发明专利具有如下优点：（1）由于采用光纤将物体的图像信息传至数字相机，使得数字相机远离被测物体，对被测物体所处的环境要求大为降低，如处于水下或者高温高湿环境、甚至存在电磁的环境等；（2）由于采用主动光源照射，对被测物体的颜色检测不依赖于其所处的照明环境，提高检测的可靠性；（3）此多点颜色检测系统中，多根传光光纤共用一个光源，且多根从物体表面或内部传输图像的光纤共用一个数字相机，实现少数终端的情况下利用多点检测对大面积的物体或者多个物体的颜色采集，大大提高了检测效率。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的探头的结构图。
实施方式
参考说明书附图对本发明的装置做以下详细的说明。
基于数字相机的多点颜色检测系统，其特征在于：包括数字相机、第一传光光纤、第二传光光纤，光源、探头和计算机；所述的第一传光光纤与第二传光光纤组成光纤组，光纤组连接探头，光源连接第一传光光纤，光源通过第一传光光纤将光传输到探头中，探头与被测物体表面相接触或深入物体内部，光照射到被测物体表面或内部，经被测物体反射，反射光经第二传光光纤将被测物体表面或内部的局部图像信息传输至数字相机，数字相机通过数据传输线与计算机相连，以便在计算机上获取被测物体表面或内部的局部图像信息。
所述的光纤组通过固定装置即探头将第一传光光纤和第二传光光纤的近物端并排固定或以小角度固定。
包含多个所述的光纤组，每个光纤组的第二传光光纤的端面靠近数字相机的接收芯片，所述的光纤端面平整并整齐排放，光纤端面之间有间距以保证每根光纤照射形成的光斑分离。
所述的数字相机与计算机通过USB数据传输线或者1394数据传输线连接，所述的计算机包含对所述的光斑进行处理的软件模块。如LabVIEW及相应的处理包，获取每个光斑的所对应的被测物体的被测点的颜色信息。
附图1是本发明基于数字相机的多点颜色检测系统的结构框图。光源1的光耦合到第一传光光纤2-1、2-2中，光传输到与光纤对应相连的探头3-1、3-2等中，探头3-1、3-2等与其所对应的被测物体表面相接触或深入物体内部，光照射到被测物体表面或内部，经被测物体反射，反射光经探头3-1、3-2对应相连的第二传光光纤4-1、4-2将探头3-1、3-2所对应的被测物体表面或内部的图像信息传输至数字相机5，数字相机5通过数据传输线6与计算机7相连，计算机7通过软件对探头3-1、3-2获取的被测物体表面或内部的图像信息进行分析处理，检测人员可根据对被测物体表面或内部分析处理后的数据作下步判断。
附图2是本发明基于数字相机的多点颜色检测系统中提出的2种类型探头的结构图。探头除探测面外其它面都是封闭的，探头材料可采用金属或聚四氟乙烯等不透光材料。图2（a）探头检测面积小而且高度低，都为毫米级，可用来检测测目标表面的颜色，只需将探头紧贴目标表面即可。图2（b）探头为针状类型，探头很细，检测面尺寸为毫米级，长度较长可根据所探测的目标位置来进行设计，第一传光光纤和第二传光光纤都插入到探头底部，可用来检测物体内部的颜色。图2（a）和（b）所示探头的上面凸起的两个部分是插头1、插头2和插头3、插头4，起到固定和连接探头与第一传光光纤、第二传光光纤的作用，传光光纤分别直接插入插头即可。

Claims (4)

1.基于数字相机的多点颜色检测系统，其特征在于：包括数字相机、第一传光光纤、第二传光光纤，光源、探头和计算机；所述的第一传光光纤与第二传光光纤组成光纤组，光纤组连接探头，光源连接第一传光光纤，光源通过第一传光光纤将光传输到探头中，探头与被测物体表面相接触或深入物体内部，光照射到被测物体表面或内部，经被测物体反射，反射光经第二传光光纤将被测物体表面或内部的局部图像信息传输至数字相机，数字相机通过数据传输线与计算机相连，以便在计算机上获取被测物体表面或内部的局部图像信息。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的光纤组通过固定装置即探头将第一传光光纤和第二传光光纤的近物端并排固定或以小角度固定。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：包含多个所述的光纤组，每个光纤组的第二传光光纤的端面靠近数字相机的接收芯片，所述的光纤端面平整并整齐排放，光纤端面之间有间距以保证每根光纤照射形成的光斑分离。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：所述的数字相机与计算机通过USB数据传输线或者1394数据传输线连接，所述的计算机包含对所述的光斑进行处理的软件模块。
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