CN109596637A - 物体凹凸瑕疵视觉检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了物体凹凸瑕疵视觉检测方法及检测装置，其检测方法包括以下顺序步骤：设置包括多个光源的环形光源，使被检测物体位于环形光源中间；设置相机，使相机镜头取景方向垂直于光源照射方向；依次地、间隔地启动环形光源，当每触发一个光源照射时，触发相机进行拍照；统计所拍摄照片物体表面凹凸瑕疵区域像素面积。其检测装置包括相机、光源、控制箱；所述控制箱分别与相机、多个光源电性连接。本发明能有效提高物体凹凸瑕疵视觉检测精度和检测效率，提高企业经济效益。

Description

物体凹凸瑕疵视觉检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及检测设备领域，特别涉及物体凹凸瑕疵视觉检测方法及检测装置。

背景技术

智能制造的大时代开启，随着的工业自动化的不断创新，视觉检测也随之兴起，代替人工检测各种各样的对象。但是，由于检测设备和检测方法设计不够合理，现有检测设备存在检测速度慢、检测准确率低等技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种检测速度快，检测准确率高的物体凹凸瑕疵视觉检测方法及检测装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

凹凸瑕疵视觉检测方法，包括以下顺序步骤：

1)设置包括多个光源的环形光源，使被检测物体位于环形光源中间；

2)设置相机，使相机镜头取景方向垂直于光源照射方向；

3)依次地、间隔地启动环形光源，当每触发一个光源照射时，触发相机进行拍照；

4)统计所拍摄照片物体表面凹凸瑕疵区域像素面积。

优选地，所述统计所拍摄照片物体表面凹凸瑕疵区域像素面积包括以下步骤：

1)根据光源实际位置确定光源的倾角V0、光源的仰角H0；

2)定义光源的方向：

p_x＝-cosV₀tanH₀

q_x＝-sinV₀tanH₀

3)定义物体表面的方向梯度：

4)计算表面方向与图像亮度函数关系、求解表面方向梯度(p,q)：

其中：Q为反射常数，E_x(x,y)表示图像像素点(x,y)的灰度值与图像上最大的灰度值之比，下标X代表图的数量；

5)求解表面点Z(x，y)的高度：

p＝z(x+1,y)-z(x,y)

q＝z(x,y+1)-z(x,y)

6)计算凹凸点的区域，对凹凸点区域的像素进行面积统计。

优选地，所述间隔为当触发上一光源时，同时触发相机拍照，等待50ms后，关闭该光源；

再等待40ms，依次地触发下一光源，同时触发相机进行拍照。

凹凸瑕疵视觉检测装置，包括用于实施凹凸瑕疵视觉检测方法进行拍照使用的相机、提供照射光的多个光源、控制箱；

所述相机安装在纵向，使相机镜头取景方向垂直于水平方向；

所述多个光源在水平面上依次配合连接形成环形光源；

所述控制箱分别与相机、多个光源电性连接；

所述控制箱用于控制相机、光源的触发，采集和存储相机所排照片，并进行物体表面凹凸瑕疵点计算和输出计算结果。

优选地，所述多个光源为四个光源，四个光源在水平面分别依次设置在前、后、左、右四个方向形成环形光源。

优选地，所述光源为条形光源。

采用上述技术方案，由于使用了环形光源对物体表面进行依次照射和拍照，并通过统计所拍摄照片物体表面凹凸瑕疵区域像素面积，使得本发明的检测更为精确，同时，通过控制箱、相机和环形光源实现对所要检测物体相片采集，数据计算，使得本发明的检测效率和速度大为提高。

附图说明

图1为本发明检测装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

凹凸瑕疵视觉检测方法，包括以下顺序步骤：

设置包括多个光源的环形光源，使被检测物体位于环形光源中间；

设置相机，使相机镜头取景方向垂直于光源照射方向。

依次地、间隔地启动环形光源，当每触发一个光源照射时，触发相机进行拍照；具体实施中，触发上一光源时，同时触发相机进行拍照。延时50ms后关闭光源和相机；在延时40ms时依次地触发下一光源，并同时触发相机进行拍照处理。

通过控制箱采集所拍摄照片，并统计所拍摄照片物体表面凹凸瑕疵区域像素面积。

具体实施中，统计所拍摄照片物体表面凹凸瑕疵区域像素面积包括以下步骤：

1)根据光源实际位置确定光源的倾角V0、光源的仰角H0；

2)定义光源的方向：

p_x＝-cosV₀tanH₀

q_x＝-sinV₀tanH₀

3)定义物体表面的方向梯度：

4)计算表面方向与图像亮度函数关系、求解表面方向梯度(p,q)：

其中：Q为反射常数，E_x(x,y)表示图像像素点(x,y)的灰度值与图像上最大的灰度值之比，下标X代表图的数量，通过求解该方程可以求出表面方向梯度(p,q)。

5)求解表面点Z(x，y)的高度：

由于实际的图像是离散化的，那么(p,q)的一次偏导数可以近似的表示为：

p＝z(x+1,y)-z(x,y)

q＝z(x,y+1)-z(x,y)

对其表面所有点进行扩散，就能得到所有点的高度值，进而可以知道其梯度图像。

6)计算凹凸点的区域，对凹凸点区域的像素进行面积统计。

由于所得的梯度图像为灰度图，对其二值化分割函数进行分割：

其中x₀表示灰度值分割的限值，是0-255之间可调接的参数。通过二值化分割后，可在图像上得到其分割后的显现凹凸点的区域。对其区域的像素进行面积统计，最终得到所需的凹凸瑕疵点为大小结果，实现对物体凹凸瑕疵视觉检测的输出。

具体实施中，如附图1所示，采用凹凸瑕疵视觉检测装置包括用于实施凹凸瑕疵视觉检测方法进行拍照使用的相机1、提供照射光的多个光源2、控制箱3。将相机1安装在纵向，使相机1镜头取景方向垂直于水平方向。将多个光源2在水平面上依次配合连接形成环形光源。将控制箱3分别与相机1、多个光源2电性连接，控制箱3用于控制相机1、光源2的触发，采集和存储相机所排照片，并进行物体表面凹凸瑕疵点计算和输出计算结果。具体操作中，将检测物体4放置到光源2在水平方向形成的环形光源中间，通过控制箱3控制光源依次地、间隔地触发，当每触发一个光源照射时，触发相1机进行拍照，完成拍照动作后延时一端时间关闭光源2和相机1，再延时一段时间在依次触发光源2和相机1。本发明具体实施中采用了四个光源2，四个光源2在水平面分别依次设置在前、后、左、右四个方向形成环形光源，光源2具体使用中采用条形光源。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.物体凹凸瑕疵视觉检测方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：

1)设置包括多个光源的环形光源，使被检测物体位于环形光源中间；

2)设置相机，使相机镜头取景方向垂直于光源照射方向；

3)依次地、间隔地启动环形光源，当每触发一个光源照射时，触发相机进行拍照；

4)统计所拍摄照片物体表面凹凸瑕疵区域像素面积。

2.根据权利要求1所述的物体凹凸瑕疵视觉检测方法，其特征在于，所述统计所拍摄照片物体表面凹凸瑕疵区域像素面积包括以下步骤：

1)根据光源实际位置确定光源的倾角V0、光源的仰角H0；

2)定义光源的方向：

p_x＝-cosV₀tanH₀

q_x＝-sinV₀tanH₀

3)定义物体表面的方向梯度：

4)计算表面方向与图像亮度函数关系、求解表面方向梯度(p,q)：

其中：Q为反射常数，E_x(x,y)表示图像像素点(x,y)的灰度值与图像上最大的灰度值之比，下标X代表图的数量；

5)求解表面点Z(x，y)的高度：

p＝z(x+1,y)-z(x,y)

q＝z(x,y+1)-z(x,y)

6)计算凹凸点的区域，对凹凸点区域的像素进行面积统计。

3.根据权利要求2所述的物体凹凸瑕疵视觉检测方法，其特征在于，所述间隔为当触发上一光源时，同时触发相机拍照，等待50ms后，关闭该光源；

再等待40ms，依次地触发下一光源，同时触发相机进行拍照。

4.物体凹凸瑕疵视觉检测装置，其特征在于，包括用于实施凹凸瑕疵视觉检测方法进行拍照使用的相机、提供照射光的多个光源、控制箱；

所述相机安装在纵向，使相机镜头取景方向垂直于水平方向；

所述多个光源在水平面上依次配合连接形成环形光源；

所述控制箱分别与相机、多个光源电性连接；

所述控制箱用于控制相机、光源的触发，采集和存储相机所排照片，并进行物体表面凹凸瑕疵点计算和输出计算结果。

5.根据权利要求4所述的物体凹凸瑕疵视觉检测装置，其特征在于，所述多个光源为四个光源，四个光源在水平面分别依次设置在前、后、左、右四个方向形成环形光源。

6.根据权利要求5所述的物体凹凸瑕疵视觉检测装置，其特征在于，所述光源为条形光源。