CN110227662A - 一种受话器产品成像缺陷的检测方法及其检测光源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及成像缺陷检测的技术领域，尤其是一种受话器产品成像缺陷的检测方法及其检测光源。这种受话器产品成像缺陷的检测方法为使用检测光源对受话器产品的成像缺陷进行检测，该检测方法包括：（1）、光源调试；（2）、光源参数设置；（3）、图像采集；（4）、图像处理；（5）、产品分仓。本发明将采集的图像用光度立体视觉算法进行图像处理，检测出缓坡状凹坑缺陷，而且这种成像方式由于是显示的高度信息，脏污缺陷不会在成像中呈现出来，从而可以只检测凹坑缺陷而不检测脏污缺陷，避免了脏污缺陷的影响；可以批量的自动化检测受话器产品的凹坑缺陷，省去了人工检测过程，提高检测效率，节约检测成本。

Description

一种受话器产品成像缺陷的检测方法及其检测光源

技术领域

本发明涉及成像缺陷检测的技术领域，尤其是一种受话器产品成像缺陷的检测方法及其检测光源。

背景技术

光度立体视觉技术通过二维的表面纹理，分析物体的三维形状信息。该技术至少需要3个不同角度的光源对同一个物体进行成像，而且光源角度必须是确定的不可变化的。虽然光度立体视觉可以以相对高度图的形式进行3D表面重建，但不适合高精度的绝对3D测量或重建的应用。因为如果光源不具有均匀强度分布的平行光线或者物体表面不具有朗伯反射特性，则会导致错误。光度立体视觉假设相机进行平行光投影，也就是说必须使用远心镜头或长焦距镜头。另一方面，它假定每个光源都提供平行和均匀的光束，必须使用远心照明光源，可以用强度均匀的点光源进行替代。此外，物体必须具有朗伯反射特性。目前，光度立体视觉技术被广泛应用在塑料制品、皮革制品等缺陷检测领域。

现在用来检测受话器成像缺陷的均为普通结构光源，用来检测凹坑缺陷的是白色平行同轴光源，硬件部分包括相机、远心镜头、白色平行同轴光源、光源控制器以及电脑。光源控制器控制白色平行同轴光源的频闪以及光源亮度，电脑连接相机控制相机的曝光时间以及采图模式，相机拍照采图传输给电脑进行图像处理，电脑将处理结果显示并将结果信号发送给PLC进行产品剔废处理。

现有技术的光源是普通的同轴光源，无法在图像上呈现出缓坡状凹坑，而且拍出来的脏污缺陷和凹坑缺陷表现形式相同，无法区分。缓坡状凹坑由于缺少锐利度，凹坑边缘不明显，普通的同轴光源无法将凹坑边缘表现出来；锐利的凹坑边缘明显，可以通过普通的同轴光源表现出来，凹坑部分比平坦区域暗，但脏污在同样的光源下也表现为比平坦区域暗，导致脏污缺陷和凹坑缺陷无法区分。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种受话器产品成像缺陷的检测方法及其检测光源，利用光度立体视觉技术，使用检测光源从不同角度获得图像进行合成得到被测物的三维信息，从而能有效的检测缓坡状凹坑以及区分脏污和凹坑缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种受话器产品成像缺陷的检测方法，所述检测方法使用检测光源对受话器产品的成像缺陷进行检测，将检测光源放于受话器产品正上方对其打光，所述检测光源具有光源固定支架，光源固定支架外套设有壳体，所述光源固定支架包括位于光源固定支架中心的固定座，固定座通过螺钉与壳体固定连接，固定座的外壁均匀固定有若干个向下弯曲的弧形固定板，固定座中心开设有相机拍摄孔，固定板上安装有光源组，光源组包括若干个同轴光源，所述壳体开设有与相机拍摄孔相通的通孔；

所述受话器产品成像缺陷的检测方法具体包括以下步骤：

（1）、光源调试：将受话器产品放置在检测光源正下方后，软件驱动光源控制器，检测光源内部包含多个独立的同轴光源，组成了三组角度不同的环光源组，每组环光源组由若干个在同一水平面上的同轴光源组成，光源控制器控制环光源组对受话器产品进行打光，并调整光源亮度，观察打光效果以及图像处理效果，选择效果最好的一组环光源组并记录光源亮度，供后续检测使用；

（2）、光源参数设置：确定环光源组及亮度后，在软件上设置拍摄次数、光源与被测物X正轴夹角、是否重建高度场图像、高度场校正参数路径、用来生成曲率图的高级参数设置平滑系数和计算方式；

（3）、图像采集：光源参数设置完成后就可以进行图像采集，按照上一步光源的设置，点击软件中的开始，环光源组中的同轴光源会依次点亮，点亮的同时触发相机采集图像，采集得到该受话器产品的多幅图像，点击软件中的暂停可以停止图像采集；

（4）、图像处理：软件中的算法对相机采集的多幅图像进行图像处理，对受话器产品进行缺陷检测，并将检测结果显示并存储；

（5）、产品分仓：根据产品检测的结果，将受话器产品分为好品或坏品，进行分仓剔除。

进一步地，所述固定板上的相邻两个同轴光源中心轴线之间的夹角α为18°，靠近固定座的同轴光源中心轴线与固定座中心轴线之间的夹角β为30°。

进一步地，所述光源组均安装于固定板的同一侧。

一种受话器产品成像缺陷的检测光源，具有光源固定支架，光源固定支架外套设有壳体，所述光源固定支架包括位于光源固定支架中心的固定座，固定座通过螺钉与壳体固定连接，固定座的外壁均匀固定有若干个向下弯曲的弧形固定板，固定座中心开设有相机拍摄孔，固定板上安装有光源组，光源组包括若干个同轴光源；所述壳体开设有与相机拍摄孔相通的通孔。

进一步地，所述同一片固定板上的相邻两个同轴光源中心轴线之间的夹角α为18°，靠近固定座的同轴光源中心轴线与固定座中心轴线之间的夹角β为30°。

进一步地，所述光源组均安装于固定板的同一侧。

本发明的有益效果是：本发明设计合理，操作简便，环光源组通过光源控制器来控制点亮，光源控制器由软件来控制，可以设置选择需要点亮的同轴光源，点亮顺序，点亮的时间间隔，点亮的时长等，这样可以配合相机依次采集图像；将采集的图像用光度立体视觉算法进行图像处理，可以很好的检测出缓坡状凹坑缺陷，而且这种成像方式由于是显示的高度信息，脏污缺陷不会在成像中呈现出来，能够呈现的只有有高度差信息的凹坑缺陷，从而可以只检测凹坑缺陷而不检测脏污缺陷，避免了脏污缺陷的影响；可以批量的自动化检测受话器产品的凹坑缺陷，省去了人工检测过程，提高检测效率，节约检测成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明去除壳体后的结构示意图；

图3是图2中A向视角的结构示意图；

图4是受话器产品缺陷检测软件的算法流程图。

图中1.壳体，2.固定座，3.相机拍摄孔，4.同轴光源，5.固定板，6.受话器产品。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1-3所示的一种受话器产品成像缺陷的检测光源，该检测光源具有十字型光源固定支架，光源固定支架外套设有壳体1，壳体1可以对检测光源防尘，光源固定支架包括位于光源固定支架中心的固定座2，固定座2通过螺钉与壳体1固定连接从而将光源固定支架与壳体1固定连接，固定座2的外壁均匀固定有四个向下弯曲的弧形固定板5，固定座2中心开设有相机拍摄孔3，固定板5上安装有光源组，光源组包括若干个同轴光源4，同一片固定板5上的相邻两个同轴光源4中心轴线之间的夹角α为18°，靠近固定座2的同轴光源4中心轴线与固定座2中心轴线之间的夹角β为30°；壳体1开设有与相机拍摄孔3相通的通孔；每组光源组安装于固定板5的左侧。检测光源内部包含12个独立的同轴光源4，组成了三组角度不同的环光源组，每组环光源组由四个在同一水平面上的同轴光源4组成，三组环光源组与水平面的夹角分别为24°、42°和60°。

固定板5向下弯曲设置，同轴光源4安装在固定板5上，使得该检测光源形成立体光源，照射在受话器产品6的光线形成立体光度，打光效果好。另外，同一片固定板5上的相邻两个同轴光源4中心轴线之间的夹角α为18°，靠近固定座2的同轴光源4中心轴线与固定座2中心轴线之间的夹角β为30°，每组光源组均安装于固定板5的左侧，上述结构均可以使得照射在受话器产品6的光线为均匀强度分布的平行光线，提高打光质量。

这种受话器产品成像缺陷的检测方法具体包括以下步骤：

（1）、光源调试：将受话器产品6放置在检测光源正下方后，软件驱动光源控制器，检测光源内部包含12个独立的同轴光源4，组成了三组角度不同的环光源组，每组环光源组由四个在同一水平面上的同轴光源4组成，三组环光源组与水平面的夹角分别为24°、42°和60°，光源控制器控制环光源组对受话器产品6进行打光，并调整光源亮度，观察打光效果以及图像处理效果，根据调试结果选择60°这一环光源组，并记录光源亮度，供后续检测使用；

（2）、光源参数设置：确定环光源组及亮度后，在软件上设置该环光源组中的四个同轴光源4逆时针顺序点亮，依次点亮的四个同轴光源4分别位于与受话器产品6的X正轴夹角为0°、90°、180°、270°的方向，每个同轴光源的点亮时长为10ms，光源点亮的时间间隔5ms；

（3）、图像采集：光源参数设置完成后就可以进行图像采集，按照上一步光源的设置，点击软件中的开始，四个独立的同轴光源4会依次点亮，点亮的同时触发相机采集图像，采集得到同一受话器产品6的四幅图像，点击软件中的暂停可以停止图像采集；

（4）、图像处理：软件中的算法对相机采集的四幅图像进行图像处理，对受话器产品6进行缺陷检测，并将检测结果显示并存储；

（5）、产品分仓：根据产品检测的结果，将受话器产品6分为好品或坏品，进行分仓剔除。

如图4所示的受话器产品缺陷检测软件的算法流程图，该缺陷检测算法基于HALCON机器视觉软件，是常见算法。算法的输入有图像输入（四幅图像的合成图像），设置参数输入（包括拍摄次数、光源与被测物水平面夹角、光源与被测物X正轴夹角、是否重建高度场图像、高度场校正参数路径以及用来生成曲率图的高级参数设置平滑系数和计算方式），关联区域定位算法用来定位转正图像，检测区域ROI用来确定检测区域。输入相关信息后经过光度立体视觉算法处理输出表面曲率图、反照率图以及高度场图（可选），其中高度场图根据实际需求选择是否输出（输出高度场图较耗时，若不需要可以选择不输出），在受话器产品缺陷检测中不需要开启高度场图；在输出的处理图中选择表面曲率图进行凹坑缺陷检测，最后输出检测结果。整个算法流程能够将实时采集的图片进行光度立体视觉算法处理并输出检测结果该受话器产品是否有凹坑缺陷，形成一个完整的检测系统，很好的解决缓坡状凹坑无法检测以及脏污缺陷干扰缺陷检测的问题。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种受话器产品成像缺陷的检测方法，其特征在于：所述检测方法使用检测光源对受话器产品（6）的成像缺陷进行检测，将检测光源放于受话器产品（6）正上方对其打光，所述检测光源具有光源固定支架，光源固定支架外套设有壳体（1），所述光源固定支架包括位于光源固定支架中心的固定座（2），固定座（2）通过螺钉与壳体（1）固定连接，固定座（2）的外壁均匀固定有若干个向下弯曲的弧形固定板（5），固定座（2）中心开设有相机拍摄孔（3），固定板（5）上安装有光源组，光源组包括若干个同轴光源（4），所述壳体（1）开设有与相机拍摄孔（3）相通的通孔；

所述受话器产品成像缺陷的检测方法具体包括以下步骤：

（1）、光源调试：将受话器产品（6）放置在检测光源正下方后，软件驱动光源控制器，检测光源内部包含多个独立的同轴光源（4），组成了三组角度不同的环光源组，每组环光源组由若干个在同一水平面上的同轴光源（4）组成，光源控制器控制环光源组对受话器产品（6）进行打光，并调整光源亮度，观察打光效果以及图像处理效果，选择效果最好的一组环光源组并记录光源亮度，供后续检测使用；

（2）、光源参数设置：确定环光源组及亮度后，在软件上设置拍摄次数、光源与被测物X正轴夹角、是否重建高度场图像、高度场校正参数路径、用来生成曲率图的高级参数设置平滑系数和计算方式；

（3）、图像采集：光源参数设置完成后就可以进行图像采集，按照上一步光源的设置，点击软件中的开始，环光源组中的同轴光源（4）会依次点亮，点亮的同时触发相机采集图像，采集得到该受话器产品（6）的多幅图像，点击软件中的暂停可以停止图像采集；

（4）、图像处理：软件中的算法对相机采集的多幅图像进行图像处理，对受话器产品（6）进行缺陷检测，并将检测结果显示并存储；

（5）、产品分仓：根据产品检测的结果，将受话器产品（6）分为好品或坏品，进行分仓剔除。

2.根据权利要求1所述的受话器产品成像缺陷的检测方法，其特征在于：所述固定板（5）上的相邻两个同轴光源（4）中心轴线之间的夹角α为18°，靠近固定座（2）的同轴光源（4）中心轴线与固定座（2）中心轴线之间的夹角β为30°。

3.根据权利要求1所述的受话器产品成像缺陷的检测方法，其特征在于：所述光源组均安装于固定板（5）的同一侧。

4.一种受话器产品成像缺陷的检测光源，其特征在于：具有光源固定支架，光源固定支架外套设有壳体（1），所述光源固定支架包括位于光源固定支架中心的固定座（2），固定座（2）通过螺钉与壳体（1）固定连接，固定座（2）的外壁均匀固定有若干个向下弯曲的弧形固定板（5），固定座（2）中心开设有相机拍摄孔（3），固定板（5）上安装有光源组，光源组包括若干个同轴光源（4）；所述壳体（1）开设有与相机拍摄孔（3）相通的通孔。

5.根据权利要求4所述的受话器产品成像缺陷的检测光源，其特征在于：所述固定板（5）上的相邻两个同轴光源（4）中心轴线之间的夹角α为18°，靠近固定座（2）的同轴光源（4）中心轴线与固定座（2）中心轴线之间的夹角β为30°。

6.根据权利要求4所述的受话器产品成像缺陷的检测光源，其特征在于：所述光源组均安装于固定板（5）的同一侧。