CN112683190B - 一种透明体内置物深度检测方法及其检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器视觉检测的技术领域，具体涉及一种透明体内置物深度检测方法，包括将含有内置物的透明体置于升降平台，调节升降平台的上下升降高度，当内置物的图像清晰度达到设定的清晰阈值时，记录内置物上表面的高度，采用十字结构光将十字标靶投射到透明体上表面，当十字标靶的像素坐标位置达到预设值时，记录透明体上表面的高度。本发明的检测方法避免了透明体表面异常对检测结果的影响，不仅有效地提高了对透明体内部物体的深度测量的精准度，还显著地提高了检测的效率。此外，本发明还提供了一种透明体内置物深度检测系统。

Description

一种透明体内置物深度检测方法及其检测系统

技术领域

本发明属于机器视觉检测的技术领域，具体涉及一种透明体内置物深度检测方法及其检测系统。

背景技术

在机器视觉的检测中，透明体(比如说玻璃)内部物体的深度检测，可以应用于检测内置的标签、logo或二维码等，其中，目前较为常见的方法是对透明体表面与内置物体反复对焦，从而确定物体的深度位置。

然而，发明人发现了当透明体表面凹凸不平或存在轻微脏污时，透明体上表面的聚焦将会聚焦到错误的焦面，从而极大地影响了测量的精度，不能适用于毛玻璃等透明体等产品的内置物深度的检测；同时，聚焦透明体表面与内置物体的平面需要反复对焦的过程中，确认焦点高度的效率低，测量的时间过长，不适用于工业生产中对大批量透明体的内部物体的深度检测。

为此，亟需提出一种新型的检测方法及检测系统以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种透明体内置物深度检测方法，其能够有效避免了透明体表面异常对检测结果的影响，不仅有效地提高了对透明体内部物体的深度测量的精准度，还显著地提高了检测的效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种透明体内置物深度检测方法，包括以下步骤：

S1、将含有内置物的透明体置于升降平台，运用第一相机采集所述内置物的图像，采用十字结构光将十字标靶投射到所述透明体的上表面，运用第二相机采集所述十字标靶的像素坐标位置；

S2、调节所述升降平台的上下升降高度，当所述内置物的图像清晰度达到设定的清晰阈值时，记录所述升降平台的位置即为所述内置物的上表面的高度，当所述十字标靶的像素坐标位置达到预设值时，记录所述升降平台的位置即为所述透明体的上表面的高度；

S3、通过所述透明体的上表面的高度和所述内置物的上表面的高度之间的差值得到所述内置物的深度。

进一步地，在所述S1中，所述第一相机在所述内置物的正上方采集所述内置物的图像，从而有效地提高了图像的清晰度。

进一步地，在所述S1中，所述十字结构光在所述第一相机的右侧将所述十字标靶投射到所述透明体的上表面，从而有效地避免了所述十字结构光对所述第一相机的摄像造成影响。

进一步地，在所述S1中，所述第二相机在所述第一相机的左侧采集所述十字标靶的像素坐标位置，所述第二相机和所述十字结构光均与所述第一相机形成35°～55°的夹角，从而使所述第二相机更好地采集十字标靶的像素坐标位置。

进一步地，在所述S2中，在所述升降平台的上下升降过程中，采用视觉软件分别记录所述升降平台的每一个高度处的所述内置物的清晰度得分和所述十字标靶的像素坐标位置。

进一步地，在所述S2中，通过所述视觉软件触发所述第一相机采集所述内置物的图像，所述第一相机一边采集所述内置物的图像，一边向所述视觉软件发送图像数据。

进一步地，在所述S2中，通过所述视觉软件触发所述第二相机采集所述十字标靶的像素坐标位置，所述第二相机一边采集所述十字标靶的像素坐标位置，一边向所述视觉软件发送像素坐标位置数据。

进一步地，所述视觉软件可以通过方差法、点锐度法、梯度法或差分法判断所述内置物的清晰度。

本发明的目的之二在于：提供一种透明体内置物深度检测系统，包括升降平台、第一相机、十字结构光和第二相机，所述升降平台用于放置含有内置物的透明体，所述第一相机设置于所述升降平台的上方，所述十字结构光和所述第二相机分别设置于所述第一相机的左右两侧，所述第一相机用于采集所述内置物的图像，所述第二相机用于采集所述十字标靶的像素坐标位置。

进一步地，所述内置物为二维码、条形码或图案标识。

本发明的有益效果在于：1)本发明通过第二相机采集十字标靶的像素坐标位置，对透明体表面异常的兼容性高，即使透明体表面脏污或轻微凹凸，也不会影响表面位置的确认，相对于现有技术更能够准确地测量出透明体的表面位置；2)本发明使透明体表面的位置和内置物的上表面的位置可以同时测量，有效地提高了检测的效率，至少缩短了一倍的检测时间；3)本发明通过调节升降平台的上下升降高度测出内置物的深度，升降平台的上下升降高度可控性高，从而有效地提高了检测的精度。

附图说明

图1为本发明检测方法的流程图。

图2为本发明检测系统的结构示意图。

其中：1-升降平台；2-第一相机；3-十字结构光；4-第二相机。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图1～2和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

一种透明体内置物深度检测方法，包括以下步骤：

S1、将含有内置物的透明体置于升降平台1，运用第一相机2采集内置物的图像，采用十字结构光3将十字标靶投射到透明体的上表面，运用第二相机4采集十字标靶的像素坐标位置；

S2、调节升降平台1的上下升降高度，当内置物的图像清晰度达到设定的清晰阈值时，记录升降平台1的位置即为内置物的上表面的高度，当十字标靶的像素坐标位置达到预设值时，记录升降平台1的位置即为透明体的上表面的高度；

S3、通过透明体的上表面的高度和内置物的上表面的高度之间的差值得到内置物的深度。

优选地，在S1步骤中，第一相机2在内置物的正上方采集内置物的图像，从而有效地提高了图像的清晰度。

优选地，在S1步骤中，十字结构光3在第一相机2的右侧将十字标靶投射到透明体的上表面，从而避免了十字结构光3对第一相机2的摄像造成影响。

优选地，在S1步骤中，第二相机4在第一相机2的左侧采集十字标靶的像素坐标位置，第二相机4与第一相机2的夹角为35°～55°，十字结构光3与第一相机2的夹角也为35°～55°，十字结构光3和第二相机4对称分布于第一相机2的左右两侧，从而使第二相机4能够更好更完整地采集十字标靶的像素坐标位置。

其中，透明体的检测方向可由上到下，或者由下到上，通过正反两面的检测可以有效提升深度检测的精确度。

优选地，在S2步骤中，在升降平台1的上下升降过程中，采用视觉软件分别记录升降平台1的每一个高度处的内置物的清晰度得分和十字标靶的像素坐标位置，并且，内置物的图像清晰度达到峰值时，即达到设定的清晰阈值，当十字标靶的像素坐标位置最接近预先设置在透明体上表面的十字标靶像素坐标位置时，记录下当前的升降平台1的位置即为透明体的上表面的高度。

优选地，在S2步骤中，通过视觉软件触发第一相机2采集内置物的图像，第一相机2一边采集内置物的图像，一边向视觉软件发送图像数据。

优选地，在S2步骤中，通过视觉软件触发第二相机4采集十字标靶的像素坐标位置，第二相机4一边采集十字标靶的像素坐标位置，一边向视觉软件发送像素坐标位置数据。

优选地，视觉软件可以采用SciSmart视觉软件，该视觉软件可以通过方差法、点锐度法、梯度法或差分法判断内置物的清晰度。

并且，本发明的检测方法还可以通过设置相应的运动控制模块，使运动控制模块预先设定升降平台1的运动轨迹，使升降平台1每上升或下降一次时，视觉软件都会记录好内置物的图像清晰度得分和十字标靶的像素位置，当十字标靶到达预设位置且内置物的图像自动对焦的得分到达峰值时，便可根据升降平台1所移动高度得出内置物体的深度。

实施例2

如图2所示，一种透明体内置物深度检测系统，包括升降平台1、第一相机2、十字结构光3和第二相机4，升降平台1用于放置含有内置物的透明体，第一相机2设置于升降平台1的上方，十字结构光3和第二相机4分别设置于第一相机2的左右两侧，第一相机2用于采集内置物的图像，第二相机4用于采集十字标靶的像素坐标位置，内置物可以为二维码、条形码或图案标识。

显然，本发明能够同时测量透明体表面的位置和内置物的上表面的位置，从而有效地提高了检测的效率，并且，本发明的检测方法对透明体表面异常的兼容性高，即使透明体表面脏污或轻微凹凸也不会影响表面位置的确认。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种透明体内置物深度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将含有内置物的透明体置于升降平台(1)，所述内置物为二维码或条形码，运用第一相机(2)采集所述内置物的图像，采用十字结构光(3)将十字标靶投射到所述透明体的上表面，运用第二相机(4)采集所述十字标靶的像素坐标位置；

S2、调节所述升降平台(1)的上下升降高度，在所述升降平台(1)的上下升降过程中，采用SciSmart视觉软件分别记录所述升降平台(1)的每一个高度处的所述内置物的清晰度得分和所述十字标靶的像素坐标位置，当所述内置物的图像清晰度达到设定的清晰阈值时，记录所述升降平台(1)的位置即为所述内置物的上表面的高度，当所述十字标靶的像素坐标位置达到预设值时，记录所述升降平台(1)的位置即为所述透明体的上表面的高度，从而同时测量出透明体表面的位置和内置物的上表面的位置；

S3、通过所述透明体的上表面的高度和所述内置物的上表面的高度之间的差值得到所述内置物的深度。

2.如权利要求1所述的透明体内置物深度检测方法，其特征在于：在所述S1中，所述第一相机(2)在所述内置物的正上方采集所述内置物的图像。

3.如权利要求2所述的透明体内置物深度检测方法，其特征在于：在所述S1中，所述十字结构光(3)在所述第一相机(2)的右侧将所述十字标靶投射到所述透明体的上表面。

4.如权利要求3所述的透明体内置物深度检测方法，其特征在于：在所述S1中，所述第二相机(4)在所述第一相机(2)的左侧采集所述十字标靶的像素坐标位置。

5.如权利要求1所述的透明体内置物深度检测方法，其特征在于：在所述S2中，通过所述视觉软件触发所述第一相机(2)采集所述内置物的图像。

6.如权利要求1所述的透明体内置物深度检测方法，其特征在于：在所述S2中，通过所述视觉软件触发所述第二相机(4)采集所述十字标靶的像素坐标位置。

7.如权利要求1所述的透明体内置物深度检测方法，其特征在于：所述视觉软件可以通过方差法、点锐度法、梯度法或差分法判断所述内置物的清晰度。

8.一种透明体内置物深度检测系统，具有如权利要求1~7的任一种所述的检测方法，其特征在于：包括升降平台(1)、第一相机(2)、十字结构光(3)和第二相机(4)，所述升降平台(1)用于放置含有内置物的透明体，所述第一相机(2)设置于所述升降平台(1)的上方，所述十字结构光(3)和所述第二相机(4)分别设置于所述第一相机(2)的左右两侧。

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