CN104297162A - 一种多波长多方位视觉检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多波长多方位视觉检测方法，包括以下几个步骤：A.在被测物体1的不同方位设置光源（21、22、23），这些光源发出的光有不同的波长；B.在被测物体1的不同方位设置相机（31、32、33）；C.安排相机的位置和光源的波长，使得相机镜头的入瞳范围内至少不被一种波长的光源直接照射或经反光面镜面反射到而影响到相机对被测物体1的影像进行正确采集。利用有色光在不同方位不同角度对被测物体进行照明以及彩色相机能够区分不同颜色的特点，可以同时获取在不同方位不同角度照明条件下的不同影像数据，有选择保留被测物体反射的光形成的影像数据，从而能够更为有效地进行视觉检测。

Description

一种多波长多方位视觉检测方法

技术领域

本发明涉及一种机器视觉检测方法，尤其涉及一种多波长多方位视觉检测方法。

背景技术

所谓视觉检测，就是检测被测目标时，把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的检测方法，其目的是从图像中提取有用的信号。由于视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于与设计信息及加工控制信息集成，基于视觉检测技术的仪器设备能够实现智能化、数字化、小型化、网络化和多功能化，具备在线检测、实时分析、实时控制的能力，在军事、工业、商业、医学等领域得到广泛关注和应用。影像视觉检测通常涉及指定工件（即被测零部件或整体）的特征如完整性、表面完好性和几何尺寸的测量等。其目的在于提高检测的安全性和可靠性，加强产品质量监控，提高生产的柔性和自动化程度。在工业大批量生产过程中，用视觉检测方法比用人工视觉检测方法可以获得更高的精度和效率，而且，视觉检测可以保证产品检测的一致性，它不仅能够检测产品是否合格，而且还能够检测出具体的偏差值，进而实现对产品生产过程中出现的质量问题进行监控、分析和统计。并且视觉检测技术还可以应用在一些不适合人工作业的危险环境，达到非接触检测的目的。

工业相机或工业摄像机在本发明中都简称相机，视觉检测采用相机采集单幅图像或连续多幅图像。工件或工件施放的特征物质（例如喷雾器喷出的雾）在本发明里通称被测物体，对立体的被测物体进行多个方位检测时，需要多个相机进行拍照或摄像，也可能部署多个方位的光源配合多个方位检测。在部署多个方位的光源的情况下，某个方位的光源可能会对其中某个或某几个相机造成干扰，例如，光源直接照射到或经反光面反射到相机镜头的视场范围内，会影响到相机对工件的影像特征进行正确采集。为了避免某个光源的干扰，可以采取临时关闭干扰光源的方法，控制光源在这个被干扰的相机采集图像时候关闭，采集完成后重新开启，但这种方法是分时采集，需要增加分时控制设备，而且，各个方位不能同时采集，影响采集速度，也不能同时采集各个方位的图像。当工件或工件施放的特征物质实时变化时，各个方位的图像不能同时采集会影响检测的正确性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种多波长多方位视觉检测方法,即利用多个不同波长光源照射下进行多方位视觉检测的方法。

本发明的目的是通过以下方法来实现的：一种多波长多方位视觉检测方法，包括以下几个步骤：A.在被测物体的不同方位设置光源，这些光源发出的光有不同的波长（即光源的光谱的中心波长不同）；B. 在被测物体的不同方位设置相机；C. 安排相机的位置和光源的波长，使得相机镜头的视场范围内至少不被一种波长的光源直接照射或经反光面镜面反射到而影响到相机对被测物体的影像进行正确采集。

进一步地，所述的光源采用发光二极管（LED）光源。

进一步地，所述的相机是彩色相机。

进一步地，在光线到达所述相机的感光元件之前放置滤光片。

本发明的有益效果是，利用不同颜色（不同波长）的有色光（窄谱光）在不同方位不同角度对被测物体进行照明，利用彩色相机能够区分不同颜色的特点，可以同时获取在不同方位不同角度照明条件下的不同影像数据，对这些影像数据进行处理，能够摈弃直接照射到或经反光面反射到相机镜头的入瞳范围内的干扰光形成的影像数据，有选择保留被测物体反射的光形成的影像数据，从而能够更为有效地进行视觉检测。

当光线入射到被测物体表面时会发生同时发生镜面发射和漫发射，表面越光滑，镜面发射就越强。视觉检测很多时候仅需要漫发射的光，而镜面发射的光是一种干扰，利用本发明的方法也可以有效抵抗这种干扰。

附图说明

图1为本发明实施方式：以不同波长光源和不同方位放置的相机为例来说明本发明的实施方式及相关原理；

图2为本发明的另一种实施方式：利用本发明的方法可以有效抵抗镜面发射光的干扰。

具体实施方式

不失其通用性，下面将以三个不同波长光源（红、绿、蓝）和三个不同方位放置的相机为例来说明本发明的实施方式及相关原理。

如图1，光源21、光源22和光源23发射红、绿、蓝三种不同颜色的照明光，它们分别放置在被测物体1的不同方位，对被测物体1的不同侧面进行照明，它们的光投射角度用细实线示出，在细实线内角所包含的范围内有照明光强，在细实线内角所包含的范围外没有照明光强或者照明光强相对较弱。相机31、相机32和相机33分别放置在被测物体1的不同方位，对被测物体1的不同侧面进行影像采集，它们的视场角用虚线示出，只有面对相机在视场范围内的物体影像才被采集，同时，只有进入视场范围内指向相机的光线才到达相机的感光面。可见，光源21和光源22不对相机31造成干扰，而光源23对相机31造成干扰，但相机31（如果是彩色相机）可以在采集的影像数据中去除蓝色的干扰部分，保留红色和绿色部分，红色和绿色部分都包含光强信息，所以对于基于光强检测的系统，本实施方式可以有效地去除光源干扰。同样，光源22对相机33造成干扰，相机33（如果是彩色相机）可以在采集的影像数据中去除绿色的干扰部分；光源21对相机32造成干扰，相机32（如果是彩色相机）可以在采集的影像数据中去除红色的干扰部分。

进一步地，如果在相机感光面的前端加上滤光片滤除干扰的波长，则不论相机是黑白的还是彩色的都可以去除干扰光。

如图2，安排不同位置不同波长（w1,w2,w3）光源照射被测物体2表面，镜面发射光线进入相机感光面的只有其中一个波长（w2），其他两个波长没有镜面发射光线进入相机感光面，而会有漫发射光线进入相机感光面（图中没示出漫反射光线），这样，在采集的影像数据中去除这个波长（w2）部分，保留其他两个波长部分的数据。另外，如果镜面发射光线进入相机感光面的有其中两个波长只有一个波长没有镜面发射光线进入相机感光面，有漫发射光线进入相机感光面，在采集的影像数据中仅保留这个波长部分，也能去除镜面发射的干扰。

以上内容仅为本发明的实施例，其目的并非用于对本发明所提出的方法的限制。在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种多波长多方位视觉检测方法，其特征在于，包括以下几个步骤：A.在被测物体的不同方位设置光源，这些光源发出的光有不同的波长；B. 在被测物体的不同方位设置相机；C. 安排相机的位置和光源的波长，使得相机镜头的视场范围内至少不被一种波长的光源直接照射或经反光面镜面反射到而影响到相机对被测物体的影像进行正确采集。

2.如权利要求1所述多波长多方位视觉检测方法，其特征在于，所述的光源采用发光二极管（LED）光源。

3.如权利要求1所述多波长多方位视觉检测方法，其特征在于，所述的相机是彩色相机。

4.如权利要求1所述多波长多方位视觉检测方法，其特征在于，在光线到达所述相机的感光元件之前放置滤光片。