CN106645161B - 一种表面缺陷检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种表面缺陷检测系统及方法,包括彩色成像装置和至少两个光源,其中,所述光源分别设置在检测目标各个检测区域所对应的位置,以相应的入射角度,照射对应的检测区域;所述光源的波长不相同,所述光源的入射角度不相同;彩色成像装置接收各个光源在对应检测区域的反射光,以根据不同波长的反射光对检测目标成像。通过设置不同波长、不同入射角度的光源,彩色成像装置能够同时获得检测目标所有检测区域的图像,从而同时对多个检测区域进行表面缺陷检测,通过一次成像和一套系统即可完成表面缺陷检测,有效提高表面缺陷检测效率,降低成本;而且,根据表面缺陷所在的光谱区域,进一步确定表面缺陷位置,方便表面缺陷的统计分析。

Description

一种表面缺陷检测系统及方法
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域,尤其涉及一种表面缺陷检测系统及方法。
背景技术
在对检测目标的表面进行缺陷检测时,检测目标的表面可能不是平整表面。通常检测目标的表面是斜坡、凸起、凹坑以及平面的集合,例如在检测目标的一个检测区域是平面、另一个检测区域是斜坡。
为了进行表面缺陷检测,通常使用如图1所示的表面缺陷检测系统,该系统使用同轴光对检测物03的表面进行缺陷检测,包括成像装置01和同轴光源02。其中,所述成像装置01设置在检测物03的上方;所述同轴光源02包括由光源发光面板021和半反半透镜022。在检测过程中,光源发光面板021发出的光线经过半反半透镜022的反射,照射到检测物03的表面;检测物03的表面将照射的光线进行反射,反射后的光线经过半反半透镜022到达成像装置01,以使所述成像装置01得到检测物03的表面图像;最后通过观察所述表面图像,确定检测物03的表面是否存在缺陷。
然而,发明人通过研究发现,如图1所示的检测物03并不是平整表面,在第一检测区域031,所述检测物03是平面,在第二检测区域032,所述检测物03是斜坡。在使用上述表面缺陷检测系统对检测物03进行缺陷检测的过程中,由于斜坡具有一定的角度,同轴光源02照射到第二检测区域032上的光线,通常被向外反射而无法到达成像装置01,从而无法得到的第二检测区域032的表面图像。因此,为了得到第二检测区域032的表面图像,需要在第一检测区域031检测完毕后,通过调整成像装置01以及同轴光源02的位置,或者调整检测物03的位置,还有一种实现方式是在平行的位置再架一套成像系统,实现对检测物03全部检测区域的缺陷检测;这样,为了得到检测物表面的完整图像信息,至少需要两次成像,检测效率低,而且成本较高。
发明内容
本发明实施例中提供了一种表面缺陷检测系统及方法,以解决现有技术中的表面缺
陷检测系统效率低及成本高的问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例发明了如下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供了一种表面缺陷检测系统,该系统包括彩色成像装置和至少两个光源,其中:
所述光源分别设置在检测目标各个检测区域所对应的位置,以相应的入射角度,照射对应的检测区域;
所述光源的波长不相同,所述光源的入射角度不相同;
彩色成像装置接收各个光源在对应检测区域的反射光,以根据不同波长的反射光对检测目标成像。
可选地,在平面检测区域对应位置设置第一波长的平面检测光源,所述平面检测光源的第一入射角度为锐角,其中所述第一入射角度为平面检测光源的入射光线与检测目标轴线之间的夹角。
可选地,在斜坡检测区域对应位置设置第二波长的斜坡检测光源,所述斜坡检测光源的第二入射角度为根据斜坡倾斜角确定的角度,其中所述第二入射角度为斜坡检测光源的入射光线与检测目标轴线之间的夹角。
可选地,不同斜坡倾斜角的斜坡检测区域对应斜坡检测光源的第二波长不相等,且不同斜坡倾斜角的斜坡检测区域对应斜坡检测光源的第二入射角度不相等。
可选地,在球面凸起检测区域对应位置设置第三波长的凸起检测光源,所述凸起检测光源的第三入射角度为根据球面凸起检测区域的参考点到球心连线与检测目标轴线夹角确定的角度,其中所述第三入射角度为凸起检测光源的入射光线与检测目标轴线的夹角。
可选地,不同球面凸起检测区域对应凸起检测光源的第三波长不相等,且不同球面凸起检测区域对应凸起检测光源的第三入射角度不相等。
可选地,在球面凹坑检测区域对应位置设置第四波长的凹坑检测光源,所述凹坑检测光源的第四入射角度为根据球面凹坑检测区域的参考点到球心连线与检测目标轴线夹角确定的角度,其中所述第四入射角度为凹坑检测光源的入射光线与检测目标轴线的夹角。
可选地,不同球面凹坑检测区域对应凹坑检测光源的第四波长不相等,且不同球面凹坑检测区域对应凹坑检测光源的第四入射角度不相等。
可选地,所述光源包括沿相应检测区域延伸的条形结构光源或者环状结构光源。
第二方面,本发明实施例提供了一种表面缺陷检测方法,该方法包括以下步骤:
选取上述表面缺陷检测系统;
在检测目标各个检测区域所对应位置设置光源,调整所述光源的入射角度,以使所述光源照射对应的检测区域;其中,所述光源的波长不同,所述光源的入射角度不同;
彩色成像装置接收各个光源在对应检测区域的反射光,以根据不同波长的反射光对检测目标成像;
检查相应波长对应的检测目标成像区域,确定表面缺陷以及缺陷位置
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:本发明提供一种表面缺陷检测系统及方法,包括彩色成像装置和至少两个光源,其中,所述光源分别设置在检测目标各个检测区域所对应的位置,以相应的入射角度,照射对应的检测区域;所述光源的波长不相同,所述光源的入射角度不相同;彩色成像装置接收各个光源在对应检测区域的反射光,以根据不同波长的反射光对检测目标成像。通过设置不同波长、不同入射角度的光源,彩色成像装置能够同时获得检测目标所有检测区域的图像,从而同时对多个检测区域进行表面缺陷检测,有效提高表面缺陷检测效率;而且,根据表面缺陷所在的光谱区域,可以进一步确定表面缺陷位置,从而方便表面缺陷的统计分析;另外,由于仅使用一套检测系统即可完成检测目标所有表面的缺陷检测,因此能够有效降低检测成本。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有
技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人
员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种目前表面缺陷检测系统的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种表面缺陷检测系统的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种斜坡检测光源位置的俯视图;
图4为本发明实施例提供的一种斜坡检测光源位置的侧视图;
图5为本发明实施例提供的另一种斜坡检测光源位置的俯视图;
图6为本发明实施例提供的另一种斜坡检测光源位置的侧视图;
图7为本发明实施例提供的另一种表面缺陷检测系统的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的再一种表面缺陷检测系统的结构示意图;
图9为本发明实例提供的凸起检测光源分布位置示意图;
图10为本发明实施例提供的又一种表面缺陷检测系统的结构示意图;
图1至10的符号表示为:
01-成像装置,02-同轴光源,021-光源发光面板,022-半反半透镜,03-检测物,031-第一检测区域,032-第二检测区域,1-彩色成像装置,2-平面检测光源,3-斜坡检测光源,31-第一斜坡检测光源,32-第二斜坡检测光源,33-第三斜坡检测光源,4-检测目标,41-平面检测区域,42-斜坡检测区域,421-第一斜坡检测区域,422-第二斜坡检测区域,423-第三斜坡检测区域,431-第一球面凸起检测区域,432-第二球面凸起检测区域,441-第一球面凹坑检测区域,442-第二球面凹坑检测区域,51-第一凸起检测光源,52-第二凸起检测光源,61-第一凹坑检测光源,62-第二凹坑检测光源。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
实施例一
参见图2,为本发明实施例提供的一种表面缺陷检测系统的结构示意图,该表面缺陷检测系统包括彩色成像装置1、平面检测光源2和斜坡检测光源3。所述表面缺陷检测系统对检测目标4进行表面缺陷检测,在本发明实施例中,所述检测目标4为均匀台面;具体地,所述检测目标4的顶面和底面均为正方形、4个侧面均为形状一致的等腰梯形;检测目标4的表面包括平面检测区域41和4个斜坡检测区域42,平面检测区域41对应的检测目标表面为平面,斜坡检测区域42对应的检测目标表面为斜坡,在本发明实施例中,检测目标4的侧面分别对应一个斜坡检测区域42,而且所述斜坡检测区域42对应的斜坡的倾斜角度均一致。
为了对检测目标4进行表面缺陷检测,所述彩色成像装置1选用彩色面阵相机或者彩色线阵相机,所述彩色成像装置1能够接收不同波长的光线,由于不同波长的代表不同颜色的可见光,因此所述彩色成像装置能够得到彩色检测目标图像。在本发明实施例中,为了方便获取检测目标4的反射光线,所述彩色成像装置1通常设置在检测目标4的轴线上;当然需要说明的是,所述彩色成像装置1可以设置在其他任意位置,在本发明实施例中不做限定。
在平面检测区域41对应位置设置所述平面检测光源2,所述平面检测光源2设置在检测区域31的上方而且所述平面检测光源2的照射范围能够覆盖平面检测区域41。在本发明实施例中,所述平面检测光源2为同轴光源;所述平面检测光源2进一步包括发光面板21和半透半返镜22;其中,所述发光面板21上均匀设置LED灯阵列,所述LED灯阵列发出第一波长的光,所述第一波长可以设置为绿光波长,即所述第一波长为505至566纳米之间的任意数值;所述发光面板21发出的第一波长的光,经半透半反镜22反射,以第一入射角度照射到平面检测区域41;所述第一入射角度可以理解为平面检测光源2照射到平面检测区域41的入射光线与检测目标轴线之间的夹角,在本发明实施例中,所述第一入射角度为锐角,当然在具体实施时,所述入射光线可以垂直入射到平面检测区域41,则所述第一入射角度为0度;平面检测光源2的入射光线经平面检测区域41反射后,再次通过半透半反镜22进入彩色成像装置1;所述彩色成像装置1根据获取到的平面检测区域41反射回的光线,以第一波长的光线成像从而得到平面检测区域41的检测图像,在本发明实施例中所述平面检测区域41对应的检测目标成像区域为绿色图像。
为了对斜坡检测区域42对应的检测目标表面进行缺陷检测,在斜坡检测区域42对应位置设置斜坡检测光源3;在本发明实施例中,所述斜坡检测光源3沿斜坡检测区域42的延伸方向设置。参见图3,为本发明实施例提供的一种斜坡检测光源位置的俯视图,以及图4,为本发明实施例提供的一种斜坡检测光源位置的侧视图。沿每个斜坡检测区域42,对应设置有斜坡检测光源3,由于本发明实施例中的检测目标4包括4个斜坡检测区域42,因此设置有4个斜坡检测光源3;而且,所述斜坡检测光源3为条形结构的光源,4个所述斜坡检测光源3均沿相应的斜坡检测区域42的延伸方向设置,且两个相对的斜坡检测区域42对应的斜坡检测光源3以对称方式设置;另外,为了防止平面检测光源2与斜坡检测光源3之间的相互遮挡,所述斜坡检测光源3与所述平面检测光源2的高度相同。
参见图5,为本发明实施例提供的另一种斜坡检测光源位置的俯视图,以及图6为本发明实施例提供的另一种斜坡检测光源分布位置侧视图。在本发明实施例中,所述斜坡检测光源3为环状结构光源,且所述斜坡检测光源3的轴线与检测目标4的轴线重合,即所述斜坡检测光源3为轴对称光源。而且,所述斜坡检测光源3靠近平面检测光源2的底面设置。
所述斜坡检测光源3发出第二波长的光,其中所述第二波长可以设置为蓝光波长,即所述第二波长为436至495纳米之间的任意数值。所述斜坡检测光源3发出的光以第二入射角度入射到斜坡检测区域42上;其中,所述第二入射角度为斜坡检测光源3的入射光线与检测目标轴线之间的夹角;为了保证斜坡检测光源3在斜坡检测区域42上的反射光能够进入彩色成像装置1,所述第二入射角度为根据斜坡检测区域42对应斜坡的倾斜角而确定的角度,所述倾斜角越小,相应设置越小的第二入射角度;在具体实施时,由于彩色成像装置1的位置相对固定,因此可以建立第二入射角度与所述倾斜角之间的数学模型,从而定量确定所述第二入射角度。
在本发明实施例中,由于检测目标上各个斜坡检测区域42对应的倾斜角一致,因此斜坡检测光源3以相同的第二入射角度照射相应的斜坡检测区域42;所述斜坡检测区域42反射斜坡检测光源3的入射光,反射光线经过半透半反镜22进入彩色成像装置1;所述彩色成像装置1根据第二波长的光线对斜坡检测区域42对应的检测目标表面成像;由于在本发明实施例中第二波长为蓝光波长,因此斜坡检测区域42对应的检测目标成像区域为蓝色图像。
在对检测目标进行表面缺陷检测的过程中,平面检测光源2发出的第一波长的光,以第一入射角度照射到平面检测区域41,彩色成像装置1能够有效接收平面检测区域41反射的第一波长的反射光,并以第一波长的光线对平面检测区域41对应的检测目标表面成像;同时,斜坡检测光源3发出第二波长的光,以第二入射角度照射到斜坡检测区域42,彩色成像装置能够同时接收斜坡检测区域42反射的第二波长的反射光,并以第二波长的光线对斜坡检测区域42对应的检测目标表面成像。因此,在彩色成像装置1得到的检测目标图像中,平面检测区域41对应的表面图像为第一波长对应的光谱图像,斜坡检测区域42对应的表面图像为第二波长的光谱图像,即在同一张检测目标图像中,技术人员能够同时观察到各个检测区域的表面。
通过观察所述检测目标图像,确定检测目标表面是否存在划痕等表面缺陷;而且,进一步通过确定划痕等表面缺陷所在检测目标图像的颜色,确定所述表面缺陷的存在位置。例如在本发明实施例中,检测目标图像的蓝色区域存在划痕,则可以确定所述划痕存在于检测目标的斜坡检测区域42内。
由上述实施例可见,本发明实施例提供的表面缺陷检测装置,包括彩色成像装置1、平面检测光源2和斜坡检测光源3;所述平面检测光源2设置在检测目标4的平面检测区域41对应位置,以第一入射角度,照射平面检测区域41;所述斜坡检测光源3设置在检测目标4的斜坡检测区域42对应位置,以第二入射角度,照射斜坡检测区域42;彩色成像装置1接收平面检测光源2在平面检测区域41的反射光,同时接收斜坡检测光源3在斜坡检测区域42的反射光,并根据不同波长的反射光对检测目标4成像。通过设置第一波长的平面检测光源2和第二波长的斜坡检测光源3,并且设置平面检测光源2的第一入射角度以及斜坡检测光源3的第二入射角度,能够使彩色成像装置1同时获得检测目标4各个检测区域的图像,进而通过一次成像实现对多个检测区域的表面缺陷检测,有效提高表面缺陷检测效率;而且,由于使用一套系统即可完成检测目标所有检测区域的缺陷检测,有效降低检测成本。
实施例二
参见图7,为本发明实施例提供的另一种表面缺陷检测系统的结构示意图,如图7所示,该表面缺陷检测系统包括彩色成像装置1、第一斜坡检测光源31、第二斜坡检测光源32以及第三斜坡检测光源33。本发明实施例中,待检测的检测目标4包括3个斜坡检测区域,即第一斜坡检测区域421、第二斜坡检测区域422和第三斜坡检测区域423,而且第一斜坡检测区域421的斜坡倾斜角、第二斜坡检测区域422的斜坡倾斜角以及第三斜坡检测区域423的斜坡倾斜角均不相同。所述第一斜坡检测光源31设置在第一斜坡检测区域421的对应位置,并且根据第一斜坡检测区域421的斜坡倾斜角,设置第一斜坡检测光源31的第二入射角度,所述第一斜坡检测光源31以相应的第二入射角度,向第一斜坡检测区域421发射相应的第二波长的入射光;所述第二斜坡检测光源32设置在第二斜坡检测区域422的对应位置,并且根据第二斜坡检测区域422的斜坡倾斜角,设置第二斜坡检测光源32的第二入射角度,所述第二斜坡检测光源32以相应的第二入射角度,向第二斜坡检测区域422发射相应的第二波长的入射光;所述第三斜坡检测光源33设置在第三斜坡检测区域423的对应位置,并且根据第三斜坡检测区域423的斜坡倾斜角,设置第三斜坡检测光源33的第二入射角度,所述第三斜坡检测光源33以相应的第二入射角度,向第三斜坡检测区域423发射相应的第二波长的入射光。其中,第一斜坡检测光源31的第二入射角度、第二斜坡检测光源32的第二入射角度以及第三斜坡检测光源33的第二入射角度不相等;而且,第一斜坡检测光源31的第二波长、第二斜坡检测光源32的第二波长以及凸起检测光源25的第二波长均不相等。彩色成像装置1同时接收第一斜坡检测区域421反射的来自第一斜坡检测光源31的光线、第二斜坡检测区域422反射的来自第二斜坡检测光源32的光线以及第三斜坡检测区域423反射的来自第三斜坡检测光源33的光线,同时对第一斜坡检测区域421、第二斜坡检测区域422以及第三斜坡检测区域423的表面成像,得到检测目标图像。本发明实施例与实施例一的相同之处,可参见实施例一,在此不再赘述。
由上述实施例可见,本发明实施例提供的表面缺陷检测系统通过设置第一斜坡检测区域421对应的第一斜坡检测光源31、第二斜坡检测区域422对应的第二斜坡检测光源32以及第三斜坡检测区域423对应的第三斜坡检测光源33;且第一斜坡检测光源31、第二斜坡检测光源32以及第三斜坡检测光源33的第二波长不相等,第一斜坡检测光源31、第二斜坡检测光源32以及第三斜坡检测光源33的第二入射角度不相等,使得彩色成像装置1能够以不同的光谱对各个检测区域进行成像,通过一次成像,即可获得检测目标各个检测区域的表面图像,具有很高的检测效率;而且本发明实施例中的表面缺陷检测系统能够检测具有复杂表面的检测目标,适用性强。
实施例三
参见图8,为本发明实施例提供的再一种表面缺陷检测系统的结构示意图,如图8所示,该表面缺陷检测系统包括彩色成像装置1、第一凸起检测光源51和第二凸起检测光源52。在本发明实施例中,检测目标4包括2个球面凸起检测区域,即第一球面凸起检测区域431和第二球面凸起检测区域432;其中,所述第一球面凸起检测区域431和第二球面凸起检测区域432均为带状区域,且第一球面凸起检测区域431和第二球面凸起检测区域432的轴线与检测目标4的轴线重合。
参见图9,为本发明实例提供的凸起检测光源分布位置示意图,第一凸起检测光源51为环状结构光源且设置在第一球面凸起检测区域431对应位置,沿第一球面凸起检测区域431的延伸方向设置并环绕检测目标4的外壁一周,第一凸起检测光源51的圆心在检测目标4的轴线上;所述第一凸起检测光源51的第三入射角度为根据第一球面凸起检测区域431上的参考点到球心连线与检测目标轴线夹角确定的角度;其中,所述第三入射角度为第一凸起检测光源51的入射光线与检测目标轴线的夹角;而且,所述参考点可以理解为第一球面凸起检测区域431边缘上的任意一点;所述第三入射角度随着参考点到球心O连线与检测目标轴线夹角的变小而减小,因此第一凸起检测光源51对应的第三入射角度与第二凸起检测光源52对应的第三入射角度不相等。
同样,第二凸起检测光源52也为环状结构光源且设置在第二球面凸起检测区域432对应位置,沿第二球面凸起检测区域432的延伸方向设置并环绕检测目标4的外壁一周,第二凸起检测光源52的圆心在检测目标4的轴线上;所述第二凸起检测光源52的第三入射角度为根据第二球面凸起检测区域432上的参考点到球心连线与检测目标轴线夹角确定的角度。其中,所述第三入射角度为第二凸起检测光源52的入射光线与检测目标轴线的夹角;而且,所述参考点可以理解为第一球面凸起检测区域431边缘上的任意一点;所述第三入射角度随着参考点到球心O连线与检测目标轴线夹角的变小而减小,因此第一凸起检测光源51对应的第三入射角度与第二凸起检测光源52对应的第三入射角度不相等。
在本发明实施中,第一球面凸起检测区域431对应的第一凸起检测光源51的第三波长与第二球面凸起检测区域432对应的第二凸起检测光源52的第三波长不相等。而且,为了防止第一凸起检测光源51和第二凸起检测光源52的相互干扰,在第一种实施方式中,第一凸起检测光源51设置在第二凸起检测光源52的下方,且第二凸起检测光源52的直径大于第一凸起检测光源51的直径;在第二种实施方式中,第二凸起检测光源52的直径大于第一凸起检测光源51的直径,且第二凸起检测光源52和第一凸起检测光源51均设置于垂直于检测目标4轴线的同一平面内。本发明实例与实施例一的相同之处,可参见实施例一,在此不再赘述。
由上述实施例可见,本发明实施例提供的表面缺陷检测系统,对不同的球面凸起检测区域,设置相应的凸起检测光源,并且不同球面凸起检测区域的凸起检测光源的第三波长不相等,不同球面凸起检测区域的凸起检测光源的第三入射角度不相等,从而使得彩色成像装置1能够获取检测目标4所有检测区域的目标检测图像,高效地对凸起检测目标的表面缺陷进行检测。
实施例四
参见图10,为本发明实施例提供的又一种表面缺陷检测系统的结构示意图,如图10所示,该表面缺陷检测系统包括彩色成像装置1、第一凹坑检测光源61和第二凹坑检测光源62。在本发明实施例中,检测目标4包括2个球面凹坑检测区域,即第一球面凹坑检测区域441和第二球面凹坑检测区域442;其中,所述第一球面凹坑检测区域441和第二球面凹坑检测区域442均为带状区域,且第一球面凹坑检测区域441和第二球面凹坑检测区域442的轴线与检测目标4的轴线重合。
第一凹坑检测光源61为环状结构光源且设置在第一球面凹坑检测区域441对应位置,沿第一球面凹坑检测区域441的延伸方向设置并环绕检测目标4的轴线一周,所述第一凹坑检测光源的圆心在检测目标4的轴线上;所述第一凹坑检测光源61的第四入射角度为据球面凹坑检测区域的参考点到球心O连线与检测目标轴线夹角确定的角度;其中,所述第四入射角度为第一凹坑检测光源61的入射光线与检测目标轴线的夹角;而且,所述参考点可以理解为第一球面凹坑检测区域441边缘上的任意一点;所述第四入射角度随着参考点到球心O连线与检测目标轴线夹角的变小而减小,因此第一凹坑检测光源61对应的第四入射角度与第二凹坑检测光源62对应的第四入射角度不相等。第二凹坑检测光源62为环状结构光源,且第二凹坑检测光源62可以按照上述第一凹坑检测光源61的设置方式进行设置,在此不再赘述。在本发明实施中,第一球面凹坑检测区域441对应的第一凹坑检测光源61的第四波长与第二球面凹坑检测区域442对应的第二凹坑检测光源62的第四波长不相等。而且,所述第一凹坑检测光源61的直径大于第二凹坑检测光源62的直径,当然在具体实施时,所述第一凹坑检测光源61可以设置在第二凹坑检测光源62的上方,或者所述第一凹坑检测光源61和第二凹坑检测光源62还可以设置在垂直于检测目标4轴线的同一平面内。本发明实施例与实施例三的相同之处,可参见实施例三,在此不再赘述。
由上述实施例可见,本发明实施例提供的表面缺陷检测系统,对不同的球面凹坑检测区域,设置相应的凹坑检测光源,并且不同球面凹坑检测区域的凹坑检测光源的第四波长不相等,不同球面凹坑检测区域的凹坑检测光源的第四入射角度不相等,从而使得彩色成像装置1能够获取检测目标所有检测区域的目标检测图像,高效地对凹坑检测目标的表面缺陷进行检测。
另外,需要说明的是,在上述实施例一至实施例四中,所述第一入射角度、第二入射角度、第三入射角度以及第四入射角度还可以是角度范围,并不局限于固定的角度数值;所述第一波长、第二波长、第三波长以及第四波长的取值可以为可见光波长中的任意一个;而且,当检测目标具有更复杂的表面时,例如具有斜坡和凹坑时,同样可以使用上述斜坡检测光源以及凹坑检测光源相结合的设置方式,对复杂检测目标进行表面缺陷检测。而且,在具体实施时,本领域技术人员可以根据相机的光谱通道个数,设置小于或等于相应光谱通道数量的、不同波长和入射角度的光源,例如相机包括RGB以及黑白总共4个光谱通道,则可以使用4种波长和入射角度的光源,也可以使用2至3种波长和入射角度的光源;当然,如果相机包括任意多个光谱通道,在表面缺陷检测过程中,可以使用任意多种波长和入射角度的光源。
与本发明提供的表面缺陷检测系统的装置实施例相对应,本发明还提供了一种表面缺陷检测方法,该方法包括以下步骤:
步骤S101:选取任一所述的表面缺陷检测系统。
选取上述装置实施例中的任意一个表面缺陷检测系统,或者多个实施例相结合的表面缺陷检测系统。
步骤S102:在检测目标各个检测区域所对应位置设置光源,调整所述光源的入射角度,以使所述光源照射对应的检测区域;其中,所述光源的波长不同,所述光源的入射角度不同。
根据检测目标的不同检测区域设置相应的光源,例如对于平面检测区域,设置相应的平面检测光源,所述平面检测光源可以为同轴光源;对于斜坡检测区域设置相应的斜坡检测光源,对于球面凸起检测区域设置相应的凸起检测光源,对于球面凹坑检测区域设置相应的凹坑检测光源等。对不同检测区域,调整相应光源的入射角度,以使光源的入射光以相应的入射角度照射对应的检测区域;而且为了区分不同检测区域,不同检测区域对应光源的波长不同,不通检测区域对应光源的入射角度也不同。
步骤S103:彩色成像装置接收各个光源在对应检测区域的反射光,以根据不同波长的反射光对检测目标成像。
彩色成像装置以不同波长的反射光对检测目标成像,从而在一幅检测目标图像中能够同时获得检测目标所有检测区域的表面图像。
步骤S104:检查相应波长对应的检测目标成像区域,确定表面缺陷以及缺陷位置。
通过检查目标检测图像,当表面缺陷出现在波长对应的检测目标成像区域时,根据所述波长可以进一步确定该波长的光源所对应的检测区域,得到缺陷位置。
由上述实施例可见,本发明实施例提供的表面缺陷检测方法,通过在检测目标各个检测区域所对应位置设置光源,调整所述光源的入射角度,以使所述光源照射对应的检测区域;其中,所述光源的波长不同,所述光源的入射角度不同;彩色成像装置接收各个光源在对应检测区域的反射光,以根据不同波长的反射光对检测目标成像;检查相应波长对应的检测目标成像区域,确定表面缺陷以及缺陷位置。通过对检测目标的检测区域设置不同波长和入射角度的光源,保证彩色成像装置能够根据不同波长的入射光对检测目标的所有检测区域同时成像,进而通过检查检测目标图像,实现对检测目标表面缺陷的高效检测;而且,由于仅使用一套检测系统即可完成检测目标所有表面的缺陷检测,因此能够有效降低检测成本。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种表面缺陷检测系统,其特征在于,包括彩色成像装置和至少两个光源,其中:
所述光源分别设置在检测目标各个检测区域所对应的位置,以相应的入射角度,照射对应的检测区域;
所述光源的波长不相同,所述光源的入射角度不相同;
所述检测区域两两之间的类型不同,或者,两两之间的表面状态不同;其中,所述类型包括平面检测区域、斜坡检测区域、球面凸起检测区域及球面凹坑检测区域;所述表面状态包括斜坡倾斜角、球面凸起程度、球面凹坑程度;
所述检测目标的表面由平面检测区域和若干个斜坡检测区域构成,或由若干个不同倾斜角的斜坡检测区域构成;
在平面检测区域对应位置设置第一波长的平面检测光源,所述平面检测光源的第一入射角度为锐角,其中所述第一入射角度为平面检测光源的入射光线与检测目标轴线之间的夹角;
在斜坡检测区域对应位置设置第二波长的斜坡检测光源,所述斜坡检测光源的第二入射角度为根据斜坡倾斜角确定的角度,其中所述第二入射角度为斜坡检测光源的入射光线与检测目标轴线之间的夹角;不同斜坡倾斜角的斜坡检测区域对应斜坡检测光源的第二波长不相等,且不同斜坡倾斜角的斜坡检测区域对应斜坡检测光源的第二入射角度不相等;
彩色成像装置接收各个光源在对应检测区域的反射光,以根据不同波长的反射光对检测目标成像。
2.根据权利要求1所述的表面缺陷检测系统,其特征在于,
在球面凸起检测区域对应位置设置第三波长的凸起检测光源,所述凸起检测光源的第三入射角度为根据球面凸起检测区域的参考点到球心连线与检测目标轴线夹角确定的角度,其中所述第三入射角度为凸起检测光源的入射光线与检测目标轴线的夹角。
3.根据权利要求2所述的表面缺陷检测系统,其特征在于,
不同球面凸起检测区域对应凸起检测光源的第三波长不相等,且不同球面凸起检测区域对应凸起检测光源的第三入射角度不相等。
4.根据权利要求1所述的表面缺陷检测系统,其特征在于,
在球面凹坑检测区域对应位置设置第四波长的凹坑检测光源,所述凹坑检测光源的第四入射角度为根据球面凹坑检测区域的参考点到球心连线与检测目标轴线夹角确定的角度,其中所述第四入射角度为凹坑检测光源的入射光线与检测目标轴线的夹角。
5.根据权利要求4所述的表面缺陷检测系统,其特征在于,
不同球面凹坑检测区域对应凹坑检测光源的第四波长不相等,且不同球面凹坑检测区域对应凹坑检测光源的第四入射角度不相等。
6.根据权利要求1所述的表面缺陷检测系统,其特征在于,所述光源包括沿相应检测区域延伸的条形结构光源或者环状结构光源。
7.一种表面缺陷检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
选取权利要求1-6任一所述的表面缺陷检测系统;
在检测目标各个检测区域所对应位置设置光源,调整所述光源的入射角度,以使所述光源照射对应的检测区域;其中,所述光源的波长不同,所述光源的入射角度不同;
所述检测区域两两之间的类型不同,或者,两两之间的表面状态不同;其中,所述类型包括平面检测区域、斜坡检测区域、球面凸起检测区域及球面凹坑检测区域;所述表面状态包括斜坡倾斜角、球面凸起程度、球面凹坑程度;
所述检测目标的表面由平面检测区域和若干个斜坡检测区域构成,或由若干个不同倾斜角的斜坡检测区域构成;
彩色成像装置接收各个光源在对应检测区域的反射光,以根据不同波长的反射光对检测目标成像;
检查相应波长对应的检测目标成像区域,确定表面缺陷以及缺陷位置。
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