CN103674976A - 一种用于蜂窝阵列式长细通孔的光学检测方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光学检测技术，涉及一种用于蜂窝阵列式长细通孔的光学检测方法及系统。光学测量系统由线性面光源、被测工件、光学成像玻璃、聚光透镜、摄像机以及相应的支架部件组成。系统采用光学透射式测量原理，由线性面光源发出强度均匀的平面光，平面光经过被测工件上的阵列式通孔在光学成像玻璃上投射成像，摄像机通过聚光透镜采集光学成像玻璃投影像，然后进行通孔图像处理与识别，判断微细孔的通断情况。该方法可用于生产线和单个工件的通孔率测量。
Description
技术领域
本发明属于光学检测技术，涉及一种用于蜂窝阵列式长细通孔的光学检测方法及系统。
背景技术
采用光学透射式测量原理实现催化剂载体(工件)上数万个微小方孔的通断测量，光学测量场直接安装在生产线传输线环节，效率高，成本低，可靠性高，实现涂敷生产线的全过程质量控制。还可以方便今后二次开发。对催化剂载体的检测还需要包括以下内容：（1）催化剂载体的上料光学检测通孔率功能；（2）催化剂载体的上料光学检测载体原料的合格性判断；（3）催化剂载体的下料光学检测通孔率功能；（4）对于通孔率达不到要求的产品能够自动报警或者报警继电器输出；（5）载体检验为涂覆后的载体通孔率检测具有图像保存功能，并保存在数据库记录。但其中最主要也是核心的技术是通孔的识别与判断。本发明的提出解决了这一问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种用于蜂窝阵列式长细通孔的光学检测方法及系统，它可以准确判断微细孔的通断与否，计算通孔率，自动判断工件合格与否，实现工作的在线快速检测。
本发明通过以下技术及方法实现，
一种用于蜂窝阵列式长细通孔的光学测量系统，包括线性面光源，光学成像玻璃，聚光透镜，以及摄像机；其中，被测工件放置于线性面光源和光学成像玻璃之间，线性面光源发出的平面光经被测工件上的阵列式通孔在光学成像玻璃上投影成像，摄像机通过聚光透镜采集光学成像玻璃上的正投影像，然后进行通孔图像处理与识别。
所述线性面光源是单色光冷光源，光源大小由工件尺寸确定。
在被测工件的微细通孔阵列中，通孔是方形或圆形的。
所述光学成像玻璃所在平面与平面光光线方向呈45°或90°夹角。
当光学成像玻璃所在平面与平面光光线方向呈45°时，所述光学成像玻璃为毛玻璃，当光学成像玻璃所在平面与平面光光线方向呈90°时，所述光学成像玻璃为半反半透玻璃。
一种基于上述检测系统的检测方法，线性面光源发出强度均匀的平面光，平面光经过被测工件上的阵列式通孔在光学成像玻璃上投影成像，摄像机通过聚光透镜采集光学成像玻璃上的正投影像，然后进行通孔图像处理与识别，判断微细孔的通断情况。
通孔图像处理与识别的方法为：首先采用自适应滤波技术和膨胀闭运算方法消除图像背景，其次采用自适应二值化方法对去背景后的图像进行黑白二值化处理，最后提取白色目标区域，并计算区域大小，做好识别标记。
对提取的白色目标区域，计算原始图像中该区域像素与标准模板像素的相关系数，当相关系数大于阈值时，该微细孔为通孔，否则，该微细孔不通。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
1、系统采用光学透射式测量原理，使用光学毛玻璃投影直接成像或在光源45°方向采用半反半透玻璃，经过透射或反射成像，巧妙解决了通孔透射光成像问题；
2、用于蜂窝阵列式长细孔的通断情况自动识别，自动判断被测工件合格与否；
3、系统可直接安装在生产线上，也可对单个工件进行独立检测。
附图说明
图1为光学检测系统的结构示意图，图1（a）为光学成像使用毛玻璃时的结构示意图。图1（b）为光学成像使用半反半透玻璃时的结构示意图。图1（c）为被测工件上通孔阵列的一次和二次放大图。
其中的标号分别表示：1、线性面光源，2、被测工件，3、光学成像玻璃，4、聚光透镜，5、工业摄像机，6、通孔阵列的一次放大图，7、通孔阵列的二次放大图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细说明。对本实例而言，光学测量系统主要由线性面光源1、被测工件2、光学成像玻璃3、聚光透镜4、摄像机5以及相应的支架部件组成。线性面光源1可以是白光、单色光或者红外光等冷光源，也可以做成圆形或矩形，光源大小由工件尺寸确定；被测工件由微细通孔阵列组成，通孔可以是方形的，也可以是圆形的；光学成像玻璃的作用是对透射过通孔的进行成像，光学成像玻璃可以采用光学毛玻璃直接成像，也可以在光源45°方向采用半反半透玻璃，透射成像或反射成像；系统采用高分辨的工业摄像机进行图像采集，提高通孔的检测准确度，图像识别使用专用图像处理软件。
本发明具体测量方法如下：
1、系统采用光学透射式测量原理，线性面光源发出强度均匀的平面光；
2、平面光经过被测工件上的阵列式通孔在光学成像玻璃上投影成像；
3、摄像机通过聚光透镜采集光学成像玻璃上的正投影像；
4、采用自适应滤波技术和膨胀闭运算方法消除图像背景，采用自适应二值化方法对去背景后的图像进行黑白二值化处理，提取白色目标区域，并计算区域大小，做好识别标记；
5、对提取的白色目标区域，计算原始图像中该区域像素与标准模板像素的相关系数，当相关系数大于阈值时，该微细孔为通孔，否则，该微细孔不通；
6、统计通孔数量，计算通孔率，判断工件合格与否。
Claims (8)
1.一种用于蜂窝阵列式长细通孔的光学检测系统，其特征在于，包括线性面光源（1），光学成像玻璃（3），聚光透镜（4），以及摄像机（5）；其中，被测工件（2）放置于线性面光源（1）和光学成像玻璃（3）之间，线性面光源（1）发出的平面光经被测工件（2）上的阵列式通孔在光学成像玻璃（3）上投影成像，摄像机（5）通过聚光透镜（4）采集光学成像玻璃上的正投影像，然后进行通孔图像处理与识别。
2.根据权利要求1所述的一种用于蜂窝阵列式长细通孔的光学检测系统，其特征在于，所述线性面光源（1）是单色光冷光源，光源大小由工件尺寸确定。
3.根据权利要求1所述的一种用于蜂窝阵列式长细通孔的光学检测系统，其特征在于，在被测工件（2）的微细通孔阵列（6）中，通孔（7）是方形或圆形。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种用于蜂窝阵列式长细通孔的光学检测系统，其特征在于，所述光学成像玻璃所在平面与平面光光线方向呈45°或90°夹角。
5.根据权利要求4所述的一种用于蜂窝阵列式长细通孔的光学检测系统，其特征在于，当光学成像玻璃所在平面与平面光光线方向呈45°时，所述光学成像玻璃为毛玻璃，当光学成像玻璃所在平面与平面光光线方向呈90°时，所述光学成像玻璃为半反半透玻璃。
6.一种基于权利要求1所述的光学检测系统的检测方法，其特征在于，线性面光源（1）发出强度均匀的平面光，平面光经过被测工件（2）上的阵列式通孔在光学成像玻璃（3）上投影成像，摄像机（5）通过聚光透镜（4）采集光学成像玻璃（3）上的正投影像，然后进行通孔图像处理与识别，判断微细孔的通断情况。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于：通孔图像处理与识别的方法为：首先采用自适应滤波技术和膨胀闭运算方法消除图像背景，其次采用自适应二值化方法对去背景后的图像进行黑白二值化处理，最后提取白色目标区域，并计算区域大小，做好识别标记。
8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于：微细孔通断情况的判别方法为：对提取的白色目标区域，计算原始图像中该区域像素与标准模板像素的相关系数，当相关系数大于阈值时，该微细孔为通孔，否则，该微细孔不通。
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