CN108489988A - 一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统及方法，该系统包括依次设置的彩色相机、镜头、窄带滤光片与光源，其中，彩色相机与镜头连接在一起构成视觉检测装置，视觉检测装置设置在待检测物体的一侧，镜头的中心轴线与待检测物体的表面垂直；窄带滤光片固定安装于镜头上，窄带滤光片通过的光线波段与待检测物体的胶体波段相同或相近；光源发出的光为蓝色光或近蓝色光。本申请提供的胶路检测成像系统及方法采用发出蓝光或近蓝光的光源，光线能够穿透半透明膜，且光线的反射率较高；另外，在镜头上增设窄带滤光片，只允许胶体反射的光线通过，滤除其他干扰光线，使得彩色相机形成的胶体图像更清晰，提高了胶路缺陷检测的准确性。

Description

一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统及方法

技术领域

本申请涉及胶路缺陷检测技术领域，尤其涉及一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统及方法。

背景技术

工业生产的很多产品需要将一些半透明的膜粘接到塑料壳或金属上，而粘连的媒介是有粘性的胶体。粘接的好坏直接影响产品的良率，然而胶体粘接常会出现气泡、溢胶、漏胶等缺陷，因此为了保证产品的良率需要检测产品粘连胶体是否存在缺陷。

目前对胶体的检测大多是通过缺陷检测视觉系统，缺陷检测视觉系统一般由光学系统和软件系统两部分组成，光学系统对胶体目标区域进行成像，软件系统对图像进行分析处理，最终得到胶体的胶路是否存在缺陷。其中，光学系统一般由彩色相机、镜头、光源等组成，光源为白色光或自然光，光源照射待检测物体，光线遇到胶体发生反射后进入镜头，在彩色相机上成像。

但是，胶体通常都是位于半透明膜的下面，使用白色光或自然光很难完全穿透膜，因此，彩色相机形成的图像模糊，造成无法根据图像检测到胶路缺陷；而且，除胶体以外，膜等物体也会反射光线，这些光线会对胶体反射的光线产生干扰，使得胶体在相机上的成像不清楚，无法根据图像准确判断胶体的胶路是否存在缺陷。

发明内容

本申请提供了一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统及方法，以解决目前缺陷视觉系统易受到干扰，造成胶体缺陷检测的准确性较低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统，包括依次设置的彩色相机、镜头、窄带滤光片与光源，其中，

所述彩色相机与镜头连接在一起构成视觉检测装置，所述视觉检测装置设置在待检测物体的一侧，所述镜头的中心轴线与所述待检测物体的表面垂直；

所述窄带滤光片固定安装于所述镜头上，所述窄带滤光片通过的光线波段与所述待检测物体的胶体波段相同或相近；

所述光源发出的光为蓝色光或近蓝色光。

可选的，所述窄带滤光片为590nm波段或400nm波段的滤光片。

可选的，所述彩色相机为彩色通道可调的相机，所述彩色通道与待检测物体中胶体的颜色相对应。

可选的，所述光源为环形光源，所述环形光源的中心轴线与所述镜头的中心轴线相重合。

可选的，所述彩色相机为CCD彩色相机。

第二方面，本申请实施例公开了一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像方法，所述方法包括：

将待检测物体放置在光源远离彩色相机的一侧，所述光源发出蓝色光或近蓝色光照亮所述待检测物体；

根据胶体的反射光波段选择对应的窄带滤光片，所述待检测物体的胶体反射所述光源发射的光线，所述窄带滤光片对反射光线进行过滤；

过滤后的光线通过镜头，经由相对应的彩色通道在所述彩色相机上成像。

可选的，所述根据胶体的反射光波段选择对应的窄带滤光片，包括：

当所述胶体带有红色素时，选择590nm波段的窄带滤光片；

当所述胶体带有荧光剂时，选择400nm波段的窄带滤光片。

可选的，过滤后的光线通过镜头，经由相对应的彩色通道在所述彩色相机上成像，包括：

根据待检测物体中胶体的颜色，配置所述彩色相机各个彩色通道的设定值；

过滤后的光线通过镜头，沿着与所述胶体颜色相对应的彩色通道在所述彩色相机上成像。

可选的，当所述待检测物体的胶体带有红色素时，增大彩色相机红色通道的设定值，减小彩色相机绿色通道与蓝色通道的设定值。

可选的，当所述待检测物体的胶体带有荧光剂时，增大彩色相机蓝色通道的设定值，减小彩色相机红色通道与绿色通道的设定值。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请实施例提供了一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统及方法，该系统包括依次设置的彩色相机、镜头、窄带滤光片与光源，其中，彩色相机与镜头连接在一起构成视觉检测装置，视觉检测装置设置在待检测物体的一侧，镜头的中心轴线与待检测物体的表面垂直；窄带滤光片固定安装于镜头上，窄带滤光片通过的光线波段与待检测物体的胶体波段相同或相近；光源发出的光为蓝色光或近蓝色光。本申请提供的胶路检测成像系统采用蓝色或近蓝色的光源，相对于其他颜色的光源，蓝色光或近蓝色光照射在胶体上其光线反射率较高，光线能够穿透半透明膜，照射到胶体上；另外，该系统增设窄带滤光片，用于胶体反射光线的过滤，只允许与胶体波段相同或相近的光线通过，可以很好地滤除干扰颜色，能够避免其他颜色的光线对胶体反射的光线产生干扰，使得彩色相机最终的成像更清晰，从而能够提高胶体缺陷检测的准确性。

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，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的带有红色素胶体的成像示意图；

图3为本申请实施例提供的带有荧光剂胶体的成像示意图；

图4为本申请实施例提供的带有红色素胶体的相机彩色通道的设置图；

图5为本申请实施例提供的带有荧光剂胶体的相机彩色通道的设置图；

图6为本申请实施例提供的一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本申请实施例提供的一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统的结构示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统包括依次设置的彩色相机1、镜头2、窄带滤光片3与光源4，其中，

彩色相机1与镜头2连接在一起构成视觉检测装置，视觉检测装置设置在待检测物体的一侧，镜头2的中心轴线与待检测物体的表面垂直。镜头2用于将物体发出或反射的光汇聚到彩色相机1，彩色相机1接收光信号，并将光信号转换成图像。

优选的，本申请实施例采用CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相机，CCD相机能够将光线转变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，CCD相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。

窄带滤光片3固定安装于镜头2上，镜头2远离彩色相机1的一端设置有螺纹，窄带滤光片上有相应规格的螺纹配套使用，窄带滤光片3与镜头2螺纹连接，方便更换窄带滤光片3。

窄带滤光片是从带通滤光片中细分出来的，其定义与带通滤光片相同，也就是这种滤光片在特定的波段允许光信号通过，而偏离这个波段以外的两侧光信号被阻止，起到滤波的作用，可以滤除干扰光波。

本申请根据待检测物体使用的胶体来选择相应的窄带滤光片，即窄带滤光片通过的光线波段与待检测物体的胶体波段相同或相近，窄带滤光片只允许与胶体波段相同或相近的光线通过，该波段以外的光线被滤除，避免了这些光线对胶体反射光线的干扰。

具体地说，选择不同波段的滤光片是由于胶体有不同的颜色，胶体呈现的颜色是由它反射的色光决定的，如胶体呈现红色，说明该胶体反射红色光线，并吸收其他颜色的光线。因此，胶体呈现什么颜色，就说明它反射什么颜色的光，而不同颜色的光具有不同的波长，从而可根据胶体的颜色来选择窄带滤光片3的波段。

如图2所示，当胶体带有红色素时，选用590nm波段的窄带滤光片，可以很好地滤除其他颜色的光线，只有带有红色素的胶体反射的光线可以通过此波段的滤光片，如此在彩色相机1上形成的图像上只有胶体区域有颜色，其他区域均是黑背景，如此可以很清楚地看到胶体的胶路，从而能够准确的判断胶路是否存在缺陷。图2中的方形框内胶体出现缺陷，清晰明了。

如图3所示，当胶体带有荧光剂(荧光剂是一种能吸收紫外光并激发处蓝色或蓝紫色荧光的有机化合物，带有荧光剂的物体，一方面能够将照射在物体上的可见光反射出来，同时还能将吸收的不可见紫外光转化为蓝色或蓝紫光的可见光发射出来)时，胶体呈现蓝色，选用400nm波段的窄带滤光片，该波段的滤光片可以很好地过滤蓝色以外的颜色，只有荧光剂的胶体反射的光线通过该波段的滤光片，从而在彩色相机1上形成的图像只有胶体区域有颜色，其他区域均是黑背景，如此可以更准确地识别胶体的胶路是否存在缺陷。

光源4设置在窄带滤光片3与待检测物体5之间，用于照亮待检测物体5，被检测物体5与其中的胶体均反射光线，反射光线通过窄带滤光片3的过滤，只有与窄带滤光片3的波段相同或相近的胶体发射的光线能够通过，其他光线被滤除，避免了光线干扰。

本申请实施例使用能够发出蓝色光或近蓝色光的光源，由于蓝色光频率较高，能量大，穿透能力强，N被物体吸收的能量较少，因此蓝色光或近蓝色光照射在胶体上，很少被胶体吸收，光线能够反射回来，因此蓝色或近蓝色的光源照射在胶体上相对其他颜色的光源，其反射率较高，且能够穿透胶体表面的半透明膜。

为能够照射到被检测物体5各个位置，光源4采用环形光源，环形光源的中心轴线与镜头2的中心轴线相重合。环形光源发出的光线与被检测物体5之间成一定角度，相比于光线垂直照射被检测物体，如此设计可以增加光线反射几率，获得不同角度的反射光线。

彩色相机1包含多个彩色通道，相机控制不同彩色通道的设定值来显色，最终形成彩色图像。如图4所示，当胶体带有红色素时，为在形成的图像上突出胶体，增加红色通道的设定值，减小绿色通道与蓝色通道的设定值，从而可以加深红色，最终形成的彩色图像中胶体区域的颜色更明显，更容易识别胶体的胶路是否存在缺陷。

如图5所示，当胶体带有荧光剂时，增加蓝色通道的设定值，减小红色通道与绿色通道的设定值，从而可以加深蓝色，最终形成的彩色图像中胶体区域的颜色更明显，与其他区域形成显著区别，更容易识别胶体的胶路是否存在缺陷。

本申请实施例以彩色相机1包含红色通道、蓝色通道与绿色通道为例进行说明，也可以包含其他颜色的通道，只要能够根据胶体的颜色控制相应颜色的通道即可。

本申请实施例提供的基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统包括依次设置的彩色相机、镜头、窄带滤光片与光源，其中，彩色相机与镜头连接在一起构成视觉检测装置，视觉检测装置设置在待检测物体的一侧，镜头的中心轴线与待检测物体的表面垂直；窄带滤光片固定安装于镜头上，窄带滤光片通过的光线波段与待检测物体的胶体波段相同或相近；光源发出的光为蓝色光或近蓝色光，用于照亮待检测物体及胶体。本申请提供的系统使用发出蓝色光或近蓝色光的光源，能够穿透半透明膜照亮胶体，且光线的反射率较高；另外，在待检测物体与镜头之间增设窄带滤光片，根据胶体颜色选择对应波段的窄带滤光片，窄带滤光片只允许波段范围内的光线通过，即只有胶体反射的光线才能通过窄带滤光片，其他光线均被滤除，之后过滤后的光线通过对应的彩色通道在彩色相机上成像。本申请提供的胶路检测成像系统通过光源、滤光片与相机彩色通道三者之间的相互紧密配合，形成清晰的图像，提高了胶路缺陷检测的准确性。

基于本申请实施例提供的基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统，本申请实施例还提供了一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像方法。

如图6所示，本申请实施例提供的基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像方法包括：

S100：将待检测物体放置在光源远离彩色相机的一侧，光源发出蓝色光或近蓝色光照亮待检测物体。

将基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统按照彩色相机、镜头、窄带滤光片与光源的顺讯依次设置好，将待检测物体放置在光源远离彩色相机的一侧，之后打开光源，光源发出蓝色光或近蓝色光以照亮待检测物体。

S200：根据胶体的反射光波段选择对应的窄带滤光片，待检测物体的胶体反射光源发射的光线，窄带滤光片对反射光线进行过滤。

根据胶体的反射光波段(即胶体的颜色)选择对应的窄带滤光片，即窄带滤光片的波段与胶体反射光的波段相同或相近，窄带滤光片只允许胶体的反射光线通过。具体地，当胶体带有红色素时，选择590nm波段的窄带滤光片，因带有红色素的胶体反射光线的光波与590nm相近，因此只有胶体反射的光线能够通过590nm波段的窄带滤光片，其他光线均被滤除。

当胶体带有荧光剂时，选择400nm的窄带滤光片，因带有荧光剂的胶体反射光线的光波与400nm相近，因此只有胶体反射的光线能够通过400nm波段的窄带滤光片，其他光线均被滤除。

选择好窄带滤光片后，光源照亮待检测物体，待检测物体与胶体均反射光线，反射光线进入窄带滤光片后，只有胶体反射的光线通过窄带滤光片，其他光线均被窄带滤光片滤除，以消除干扰光线。

S300：过滤后的光线通过镜头，经由相对应的彩色通道在彩色相机上成像。

经过窄带滤光片过滤后的光线进入镜头，镜头将反射光线汇聚，并将汇聚光线沿着相对应的彩色通道在彩色相机上成像。

根据待检测物体中胶体的颜色，配置彩色相机各个彩色通道的设定值，如当胶体带有红色素时，增加彩色相机红色通道的设定值，减小彩色相机绿色通道与蓝色通道的设定值，加深胶体区域的颜色，其他区域均为黑色，最终在彩色相机上形成胶路更清晰的图像；当胶体带有荧光剂时，增加彩色相机蓝色通道的设定值，减少彩色相机红色通道与绿色通道的设定值，加深胶体区域的颜色，其他区域均为黑色，最终在彩色相机上形成胶路更清晰的图像。

本申请实施例提供的胶路检测方法在检测不同颜色的胶体时，需要相应的光源、滤光片与彩色相机三者之间相互紧密配合，以将图像效果更清晰地显现出来。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像系统，其特征在于，包括依次设置的彩色相机、镜头、窄带滤光片与光源，其中，

所述彩色相机与镜头连接在一起构成视觉检测装置，所述视觉检测装置设置在待检测物体的一侧，所述镜头的中心轴线与所述待检测物体的表面垂直；

所述窄带滤光片固定安装于所述镜头上，所述窄带滤光片通过的光线波段与所述待检测物体的胶体波段相同或相近；

所述光源发出的光为蓝色光或近蓝色光。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述窄带滤光片为590nm波段或400nm波段的滤光片。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述彩色相机为彩色通道可调的相机，所述彩色通道与待检测物体中胶体的颜色相对应。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光源为环形光源，所述环形光源的中心轴线与所述镜头的中心轴线相重合。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述彩色相机为CCD彩色相机。

6.一种基于彩色相机窄带滤光的胶路检测成像方法，其特征在于，所述方法包括：

将待检测物体放置在光源远离彩色相机的一侧，所述光源发出蓝色光或近蓝色光照亮所述待检测物体；

根据胶体的反射光波段选择对应的窄带滤光片，所述待检测物体的胶体反射所述光源发射的光线，所述窄带滤光片对反射光线进行过滤；

过滤后的光线通过镜头，经由相对应的彩色通道在所述彩色相机上成像。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据胶体的反射光波段选择对应的窄带滤光片，包括：

当所述胶体带有红色素时，选择590nm波段的窄带滤光片；

当所述胶体带有荧光剂时，选择400nm波段的窄带滤光片。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，过滤后的光线通过镜头，经由相对应的彩色通道在所述彩色相机上成像，包括：

根据待检测物体中胶体的颜色，配置所述彩色相机各个彩色通道的设定值；

过滤后的光线通过镜头，沿着与所述胶体颜色相对应的彩色通道在所述彩色相机上成像。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述待检测物体的胶体带有红色素时，增大彩色相机红色通道的设定值，减小彩色相机绿色通道与蓝色通道的设定值。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述待检测物体的胶体带有荧光剂时，增大彩色相机蓝色通道的设定值，减小彩色相机红色通道与绿色通道的设定值。