CN103424072A - 视觉检测单元和视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种视觉检测单元和视觉检测系统。视觉检测单元用于对运动中的待检测对象（30）进行检测，包括：相机（11），设置于待检测对象（30）的一个待检侧面外侧，相机（11）包括镜头（111），镜头（111）与待检测对象（30）的待检侧面上的待检测位置对准并间隔第一距离（L）；第一光源（12）和第二光源（13），第一光源（12）和第二光源（13）分别位于镜头（111）与待检测位置的连线两侧，第一光源（12）和第二光源（13）分别发射朝向待检测位置的照明光线。本发明的视觉检测单元通过相机和光源之间的合理布局使待检测对象的检测特征对比明显。

Description

视觉检测单元和视觉检测系统

技术领域

本发明涉及检测领域，更具体地，涉及一种视觉检测单元和视觉检测系统。

背景技术

视觉检测用于实现待检测对象的几何尺寸的精确检测或对物体完成精确定位。其中，光源对视觉检测应用成功与否至关重要，它应是系统设计时首要考虑的问题。完善的照明布置方案将会带来更佳的视觉检测系统性能，使视觉检测系统能可靠地长期使用、并节省时间、精力和费用。

在现有技术的视觉检测系统中，只是重视光源的智能化、高强度的照明，造成视觉检测上的成本倍增，系统集成工作量增大，从而增加处理时间影响检测效率。光源不合理的布局将导致照明不均匀并进而导致检测图片质量下降，甚至出现各种误检测，因此检测的可靠性降低。

发明内容

本发明目的在于提供一种光源和相机空间布置合理、使待检测对象的检测特征对比明显的视觉检测单元和视觉检测系统。

本发明提供了一种视觉检测单元，用于对运动中的待检测对象进行检测，视觉检测单元包括：相机，设置于待检测对象的一个待检侧面外侧，相机包括镜头，镜头与待检测对象的待检侧面上的待检测位置对准并间隔第一距离；第一光源和第二光源，第一光源和第二光源分别位于镜头与待检测位置的连线两侧，第一光源和第二光源分别发射朝向待检测位置的照明光线。

进一步地，镜头的光轴方向与待检侧面垂直地设置；第一光源和第二光源对称地设置于镜头与待检测位置的连线两侧。

进一步地，待检测对象为杆体或管体，视觉检测单元还包括反光板，反光板设置在待检测对象的与待检侧面相对的另一侧面外侧，反光板包括面对镜头的反光面。

进一步地，第一光源和第二光源均为面光源。

进一步地，第一距离在140mm与180mm之间。

进一步地，第一光源和第二光源均为红光光源。

本发明还提供了一种视觉检测系统，包括运动中的待检测对象和用于对待检测对象进行检测的至少一个前述的视觉检测单元。

进一步地，至少一个视觉检测单元包括第一视觉检测单元和第二视觉检测单元。

进一步地，第一视觉检测单元和第二视觉检测单元分别设置于待检测对象的相对侧。

进一步地，待检测对象为铜管，铜管沿自身轴线方向运动。

根据本发明的视觉检测单元和视觉检测系统，因为待检测对象是运动的，即所检测的目标是动态的，设置第一光源和第二光源两个对待检测位置提供照明的光源，并使两个光源位于相机的镜头和待检测位置的连线两侧可以使得照射在待检测对象上的照明均匀，因此，通过相机和光源之间的合理布局使待检测对象的检测特征对比明显。高对比度特征可简化视觉系统的集成工作量，提高视觉检测单元和视觉检测系统的可靠性。进一步地，相机与光源高度设计及光源合理的摆放，使待检测对象的照明均匀，相机成像的图片清晰，减少对检测系统资源的占有率，提高检测效率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的视觉检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下仅以检测沿自身轴线运动的铜管的视觉检测单元和视觉检测系统为例对本发明进行说明，但本发明不应受到该具体实施例的限制。另外在以下实施例的视觉检测系统中，包括了第一视觉检测单元10和第二视觉检测单元20，两个视觉检测单元具有相同的结构和功能，在以下的说明中，以第一视觉检测单元10对本发明的视觉检测单元进行说明。

如图1所示，视觉检测单元10用于对运动中的待检测对象30进行检测，该视觉检测单元10主要包括相机11、第一光源12和第二光源13。其中，相机11设置于待检测对象30的一个待检侧面外侧，相机11包括镜头111，镜头111与待检测对象30的待检侧面上的待检测位置对准并间隔第一距离L。第一光源12和第二光源13分别位于镜头111待检测位置的连线两侧，第一光源12和第二光源13分别发射朝向待检测位置的照明光线。优选地，镜头111的光轴方向与待检测对象30的待检侧面垂直地设置。第一光源12和第二光源13对称地设置于镜头111与待检测对象30的待检测位置的连线两侧。

因为待检测对象是运动的，即所检测的目标是动态的，设置第一光源和第二光源两个对待检测位置提供照明的光源，并使两个光源位于相机的镜头和待检测位置的连线两侧可以使得照射在待检测对象上的照明均匀，因此，通过相机和光源之间的合理布局使待检测对象的检测特征对比明显。高对比度特征可简化视觉系统的集成工作量，并同时提高视觉检测单元和视觉检测系统的可靠性。

在待检测对象30为例如铜管这样的杆体或管体等细长状物体的情况下，视觉检测单元10还可以包括反光板14，反光板14设置在待检测对象30的与设置相机11一侧的待检侧面相对的另一侧面外侧，反光板14包括面对镜头111的反光面。优选地，反光板14为白色反光板。设置反光板14可以减少第一光源12和第二光源13的照明损失，而且能减小其它角度的杂乱光对相机成像的不利影响。

其中优选地，第一光源12和第二光源13均为面光源。由于待检测对象是动态的，物体的轻微抖动使得检测表面会有稍微不平整，选择面光源可以避免抖动对照明的影响。

在本具体实施例中，待检测对象为沿其自身轴线方向运动的铜管。由于铜管表面光泽度较好，比较光亮，与其适应地，第一光源12和第二光源13均采用了红光光源，这使相机11得到的铜管图片清晰。进一步地，由于选择的光源是红光，根据光源的波长及相机视场确定相机11与铜管的相应检测位置的距离即第一距离L在140mm与180mm之间比较合理。在镜头111与待检测位置相垂直的情况下，第一距离L即为镜头111距离铜管相应待检侧面的高度。另外，优选地第一光源和第二光源的最近点的距离C可以设置为150mm左右。相机与光源高度的设计及光源合理的摆放，使待检测对象的照明均匀，相机成像的图片清晰，减少对检测单元资源的占有率，提高检测效率。

以上描述的视觉检测单元提供了一种光源和相机空间布置合理，使检测特性特征对比最大化，同时将其他部分对比降至最小，使相机清晰“看见”零件或者标记。并且可将成本降低到最低、结构简单紧凑、安装方便。

如图1所示，本实施例的视觉检测系统包括运动的待检测对象30和用于对待检测对象30进行检测的至少一个视觉检测单元，其中的每一个视觉检测单元为前面描述的视觉检测单元。以下将结合图1以沿自身轴线方向运动（例如图1中所示的方向A）的铜管为待检测对象30对本实施例的视觉检测系统进行进一步说明。其中，对各视觉检测单元的各部件、各部件的布置方式和功能不再具体描述。

该实施例的视觉检测系统包括第一视觉检测单元10和第二视觉检测单元20。第一视觉检测单元10和第二视觉检测单元20分别设置于待检测对象30的相对侧。但是，本发明的视觉检测系统中，视觉检测单元的数量和设置位置可以根据实际检测需要进行选择，而不应受到该实施例的限制。

参见图1，该视觉检测系统中，相机、光源和铜管三者之间成一定规则在空间内摆放。其中，第一相机11、第一光源12、第二光源13、和第一反光板14组成了第一视觉检测单元10，第一光源12和第二光源13组成与第一相机11对应的第一光源组，第一光源组对第一相机11提供均匀的照明。第二相机21、第三光源22、第四光源23、和第二反光板24组成了第二视觉检测单元20，第三光源22和第四光源23组成与第二相机21对应的第二光源组，第二光源组对第二相机21提供均匀的照明。

其中，第一视觉检测单元10布置在铜管30的上侧，第二视觉检测单元20布置在铜管30的下侧。出于防止各光源和反光板之间出现干涉的目的，第一视觉检测单元10与第二视觉检测单元20之间沿铜管的轴线方向具有一第二距离B。第一视觉检测单元10检测铜管上表面的表面物理性质；第二视觉检测单元20检测铜管下表面的表面物理性质。因此在两个视觉检测单元的配合下，铜管外表面的各部位都能得到检验，从而保证了铜管的质量。

从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过相机和光源之间的合理布局使待检测对象的检测特征对比明显。高对比度特征可简化视觉系统的集成工作量，提高视觉检测单元和视觉检测系统的可靠性。结构简单紧凑、安装方便、成本低。相机与光源高度设计及光源合理的摆放，使待检测对象的照明均匀，相机成像的图片清晰，减少对检测系统资源的占有率，提高检测效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视觉检测单元，用于对运动中的待检测对象（30）进行检测，其特征在于，所述视觉检测单元包括：

相机（11），设置于所述待检测对象（30）的一个待检侧面外侧，所述相机（11）包括镜头（111），所述镜头（111）与所述待检测对象（30）的所述待检侧面上的待检测位置对准并间隔第一距离（L）；

第一光源（12）和第二光源（13），所述第一光源（12）和第二光源（13）分别位于所述镜头（111）与所述待检测位置的连线两侧，所述第一光源（12）和第二光源（13）分别发射朝向所述待检测位置的照明光线。

2.根据权利要求1所述的视觉检测单元，其特征在于，

所述镜头（111）的光轴方向与所述待检侧面垂直地设置；

所述第一光源（12）和第二光源（13）对称地设置于所述镜头（111）与所述待检测位置的连线两侧。

3.根据权利要求1或2所述的视觉检测单元，其特征在于，所述待检测对象（30）为杆体或管体，所述视觉检测单元（10）还包括反光板（14），所述反光板（14）设置在所述待检测对象（30）的与所述待检侧面相对的另一侧面外侧，所述反光板（14）包括面对所述镜头（111）的反光面。

4.根据权利要求1或2所述的视觉检测单元，其特征在于，所述第一光源（12）和第二光源（13）均为面光源。

5.根据权利要求1或2所述的视觉检测单元，其特征在于，所述第一距离（L）在140mm与180mm之间。

6.根据权利要求1或2所述的视觉检测单元，其特征在于，所述第一光源（12）和第二光源（13）均为红光光源。

7.一种视觉检测系统，包括运动中的待检测对象（30）和用于对所述待检测对象（30）进行检测的至少一个视觉检测单元，其特征在于，所述至少一个视觉检测单元中的每一个为根据权利要求1至6中任一项所述的视觉检测单元。

8.根据权利要求7所述的视觉检测系统，其特征在于，所述至少一个视觉检测单元包括第一视觉检测单元和第二视觉检测单元。

9.根据权利要求8所述的视觉检测系统，其特征在于，所述第一视觉检测单元和所述第二视觉检测单元分别设置于所述待检测对象（30）的相对侧。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的视觉检测系统，其特征在于，所述待检测对象（30）为铜管，所述铜管沿自身轴线方向运动。

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