CN112697804A - 一种手机中框视觉检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器视觉设备的技术领域，具体涉及一种手机中框视觉检测系统，包括视觉定位组件和直边检测组件，视觉定位组件包括定位相机和环形光源，定位相机设置于环形光源的上方，直边检测组件包括第一直边检测相机、第二直边检测相机和弧形光源，第一直边检测相机和第二直边检测相机分别设置于弧形光源的两侧，环形光源和弧形光源均设置于安装架。本发明的检测精度高，定位效果好，运行稳定，能够有效提高视觉检测的效率。并且，本发明还提供了一种手机中框视觉检测方法。

Description

一种手机中框视觉检测系统及其检测方法

技术领域

本发明属于机器视觉设备的技术领域，具体涉及一种手机中框视觉检测系统及其检测方法。

背景技术

随着我国电子产品的迅猛发展，市场对手机及数码电子产品的美观度提出了更高的要求，其中，手机中框在制作过程中由于制作工艺或产品质量的问题，可能会使手机中框产生不平滑、不对称，甚至发生畸变、刮伤、碰伤、指纹水印等瑕疵问题，可能会对手机产品造成刮伤、划伤或密封不严等缺陷，所以，在手机中框的制作过程中，还需对其外观进行检测，以确保其质量可靠。

然而，发明人发现了现有的手机中框检测一般采用人工肉眼观看的方式，查找手机中框外观的缺陷，这种方式具有以下缺点：1)培训周期长，人工需要经过大量缺陷产品培训才能准确检出各种缺陷；2)人工容易出现视觉疲劳，导致漏检，使缺陷产品流到市场；3)人工容易漏掉细微的瑕疵，人工成本相对高昂。同时，现有的检测设备难以精度定位和全面检测手机中框，检测的功能单一，并且，现有的检测方法运行效率低，定位和检测的效率低，设备的运行性能差，难以对手机中框采集到优质的全面展现产品瑕疵的图像，不能满足高效检测的需求。为此，亟需提出一种新型的视觉检测系统和检测方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种手机中框视觉检测系统，其可靠性高，稳定性能好，通用性强，结构紧凑，定位效果好，检测精度高，能够有效提高对手机中框检测的标准化程度，并实现了对手机中框的全面高效检测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种手机中框视觉检测系统，包括视觉定位组件和直边检测组件，所述视觉定位组件包括定位相机和环形光源，所述定位相机设置于所述环形光源的上方，所述直边检测组件包括第一直边检测相机、第二直边检测相机和弧形光源，所述第一直边检测相机和所述第二直边检测相机分别设置于所述弧形光源的两侧，所述环形光源和所述弧形光源均设置于安装架，其中，所述环形光源能够提供不同角度的照射，从而有效地突出手机中框的三维信息，并提高了对手机中框的定位精度，所述第一直边检测相机和所述第二直边检测相机可以采用线阵相机或面阵相机，从而能够全面地采集手机中框的每一条直边的图像。

进一步地，所述第一直边检测相机和所述第二直边检测相机对称倾斜设置于所述弧形光源的上下两侧，所述第一直边检测相机的镜头和所述第二直边检测相机的镜头均靠近所述弧形光源，所述第一直边检测相机的图像采集器和所述第二直边检测相机的图像采集器均远离所述弧形光源，所述第一直边检测相机和所述第二直边检测相机与水平面的夹角均为20°～40°，使得所述第一直边检测相机的镜头和所述第二直边检测相机的镜头形成40°～80°的夹角，从而有效地提高了图像采集的完整性。

进一步地，所述检测系统还包括圆角检测组件，所述圆角检测组件包括圆角检测相机和匀光组合光源，所述匀光组合光源的侧部开设有与所述圆角检测相机对应的拍摄槽，所述匀光组合光源能够从多个角度照射手机中框的圆角，并保持多个角度的照射亮度均匀一致，所述圆角检测相机通过拍摄槽采集手机中框的圆角图像。

进一步地，所述匀光组合光源包括同轴出光部和球形出光部，所述同轴出光部设置于所述圆角检测相机和所述球形出光部之间，所述同轴出光部设置有同轴光源，所述球形出光部包括球形外壳和设置于球形外壳的照明光源，所述球形外壳和所述同轴光源均设置有与所述圆角检测相机对应的拍摄槽。

进一步地，所述检测系统还包括上料组件，所述上料组件包括传送带和第一驱动器，所述第一驱动器的输出端与所述传送带电性连接，所述定位相机和所述环形光源均设置与所述传送带的上方，所述第一驱动器可以为电机或气缸，所述传送带用于传输待检测的手机中框，所述第一驱动器用于驱动所述传送带的运行。

进一步地，所述检测系统还包括工作台，所述工作台抵接于所述传送带，所述直边检测组件和所述圆角检测组件均设置于所述工作台，从而方便了所述直边检测组件和所述圆角检测组件的有效固定。

进一步地，所述工作台设置有第一调节机架和第二调节机架，所述第一直边检测相机和所述第二直边检测相机均设置于所述第一调节机架，所述圆角检测相机和所述匀光组合光源均设置于所述第二调节机架，从而方便了各个部件按实际所需调节其相对位置。

进一步地，所述工作台设置有移送组件，所述移送组件包括取料手臂和第二驱动器，所述第二驱动器的输出端与所述取料手臂电性连接，所述取料手臂用于将手机中框移送至检测工位，所述第二驱动器可以为伺服电机、气缸或液压缸。

进一步地，所述工作台设置有第一控制器和第二控制器，所述视觉定位组件、所述移送组件和所述圆角检测组件均连接于所述第一控制器，所述直边检测组件连接于所述第二控制器。

进一步地，所述弧形光源的形状为半圆弧形，从而能够有效提高打光的亮度和均匀度。

本发明的目的之二在于：提供一种手机中框视觉检测方法，包括以下步骤：

S1、将手机中框置于环形光源的下方，定位相机采集所述手机中框的图像，计算所述手机中框的偏移量；

S2、补正偏移量后，弧形光源照射所述手机中框的直边，第一直边检测相机和第二直边检测相机共同采集每个直边的图像并形成检测结果；

S3、分析检测结果，将检测到的良品和不良品分开。

本发明的有益效果在于：1)本发明包括视觉定位组件和直边检测组件，视觉定位组件包括定位相机和环形光源，定位相机设置于环形光源的上方，当环形光源照射待检测的手机中框时，定位相机从环形光源的上方采集该手机中框的图像，从而能够有效定位待检测的手机中框；2)同时，直边检测组件包括第一直边检测相机、第二直边检测相机和弧形光源，第一直边检测相机和第二直边检测相机分别设置于弧形光源的两侧，环形光源和弧形光源均设置于安装架，适当调整手机中框的位置，使弧形光源照射手机中框，第一直边检测相机和第二直边检测相机同时采集手机中框的每一条直边的图像，从而全面高效地检测出手机中框的瑕疵缺陷；3)在采集后一个直边的图像的同时可以对前一个直边的图像形成检测结果，从而使拍照和检测能够同时进行，能够显著有效地提高检测的效率和更节省检测的时间。

附图说明

图1为本发明检测系统的结构示意图。

图2为本发明直边检测组件的结构示意图。

图3为本发明圆角检测组件的结构示意图。

图4为本发明第一控制器的控制流程图。

图5为本发明第二控制器的控制流程图。

图6为本发明检测方法的步骤流程图。

其中：1-定位相机；2-环形光源；3-第一直边检测相机；4-第二直边检测相机；5-弧形光源；6-安装架；7-圆角检测相机；8-同轴出光部；9-球形出光部；10-传送带；11-工作台；12-第一调节机架；13-第二调节机架；14-取料手臂；15-手机中框。

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1～6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

一种手机中框视觉检测系统，包括视觉定位组件和直边检测组件，视觉定位组件包括定位相机1和环形光源2，定位相机1设置于环形光源2的上方，直边检测组件包括第一直边检测相机3、第二直边检测相机4和弧形光源5，第一直边检测相机3和第二直边检测相机4分别设置于弧形光源5的两侧，环形光源2和弧形光源5均设置于安装架6，其中，定位相机1从环形光源2的中空部接收手机中框15的图像信息，定位相机1为面阵相机，环形光源2为白色光源，定位相机1的镜头与手机中框15的距离为660～700mm，并且，定位相机1的具体型号可按实际的所需来选择。

当定位相机1采集完手机中框15的位置后，使弧形光源5照射手机中框15的每一条直边，并使第一直边检测相机3和第二直边检测相机4扫描每一条直边的图像，从而有效地检测出每一条直边的瑕疵程度。

优选地，为了全面地检测手机中框15的每个圆角，检测系统还包括圆角检测组件，圆角检测组件包括圆角检测相机7和匀光组合光源，匀光组合光源用于均匀地照亮手机中框15的每个圆角，匀光组合光源的侧部开设有与圆角检测相机7对应的拍摄槽，并且，圆角检测相机7采集完每个圆角的图像后，存在瑕疵的手机中框15会送到不良品收集区，表面正常的手机中框15会进入良品区。

优选地，检测系统还包括上料组件，上料组件包括传送带10和第一驱动器，第一驱动器的输出端与传送带10电性连接，第一驱动器可以设置于传送带10的前端，定位相机1和环形光源2均设置与传送带10的上方，第一驱动器可以选用伺服电机，通过伺服电机来驱动控制传送带10对手机中框15的传送，当手机中框15传送至环形光源2的下方时，定位相机1拍下手机中框15的图像，并且，伺服电机和传送带10能够提高检测系统的自动化程度。

优选地，检测系统还包括工作台11，工作台11抵接于传送带10，直边检测组件和圆角检测组件均设置于工作台11，从而方便了直边检测组件和圆角检测组件的有效固定，并提高了系统运行的稳定性。

优选地，工作台11设置有第一调节机架12和第二调节机架13，第一直边检测相机3和第二直边检测相机4均设置于第一调节机架12，圆角检测相机7和匀光组合光源均设置于第二调节机架13，第一直边检测相机3和第二直边检测相机4可以通过第一调节机架12灵活地调节其前后左右的位置，圆角检测相机7和匀光组合光源可以通过第二调节机架13灵活地调节它们的相对位置，安装架6也设置于工作台11。

优选地，工作台11设置有移送组件，移送组件包括取料手臂14和第二驱动器，第二驱动器的输出端与取料手臂14电性连接，第二驱动器可以设置于取料手臂14的侧部，第二驱动器为伺服电机，伺服电机控制取料手臂14的取料部抓取手机中框15，取料手臂14抓取手机中框15后，可以在工作台11移动，从而有效地提高了系统运行的灵活性。

优选地，工作台11设置有第一控制器和第二控制器，视觉定位组件、移送组件和圆角检测组件均连接于第一控制器，直边检测组件连接于第二控制器，其中，第一控制器用于控制视觉定位组件、移送组件和圆角检测组件的有序运行，第二控制器用于控制第一直边检测相机3和第二直边检测相机4的图像采集及弧形光源5的发光，第一控制器和第二控制器均可以为工控机。

优选地，如图2所示，第一直边检测相机3和第二直边检测相机4对称倾斜设置于弧形光源5的上下两侧，弧形光源5的形状为“C”形，第一直边检测相机3和第二直边检测相机4与水平面的夹角均为25°～35°，手机中框15水平放置于弧形光源5的出光面，第一直边检测相机3和第二直边检测相机4均为大视场的面阵相机，能够有效地避免了出现漏检的情况，并且，两个相机形成一上一下的拍摄方式，可以完整地拍摄采集手机中框15的图像，在检测的过程中，当拍完第一条边的图片时，可以采用软件对第一条边进行瑕疵检测，此时可以使第一直边检测相机3和第二直边检测相机4直接开始拍第二条边图像而不用等待第一条边的检测结果，依此类推完成所有边的拍摄，这样做的好处是能够使拍照和检测同时进行，更节省检测的时间。

如图3所示，匀光组合光源包括同轴出光部8和球形出光部9，同轴出光部8设置于圆角检测相机7和球形出光部9之间，同轴出光部7设置有同轴光源，球形出光部9包括球形外壳和设置于球形外壳的照明光源，球形外壳和同轴光源均设置有与圆角检测相机7对应的拍摄槽，圆角检测相机7通过同轴出光部8和球形出光部9开设的拍摄槽采集圆角的图像，其中，手机中框15的圆角在垂直和水平两个方向都是圆弧形的，而球形出光部9能够起到积分球的均匀打光的效果，配合同轴出光部8的同轴光源的防反光的性能，能够使圆角检测相机7更全面地采集手机中框15的圆角图像，从而更好更精准地检测出圆角的表面瑕疵，并且，对后一个圆角的图像采集和对前一个圆角的检测结果生成可以同时进行，从而显著有效地提高检测的效率。

如图4所示，在第一控制器的控制下，第一驱动器先驱动传送带10传动手机中框15到环形光源2的下方，第二驱动器再驱动取料手臂14抓取手机中框15并移送到弧形光源5完成直边定位，并且，第一控制器能够控制圆角检测相机7采集和分析圆角图像，第一驱动器、传送带10、第二驱动器、取料手臂14、圆角检测相机7、同轴出光部8和球形出光部9均与第一控制器电性连接。

如图5所示，在第二控制器的控制下，第一直边检测相机3和第二直边检测相机4有效地完成每条直边的图像采集，并且，利用多线程技术，能够显著提高检测的速度，使得系统的检测速度是一般外观检测技术的8倍，而且，第一直边检测相机3、第二直边检测相机4和弧形光源5均与第二控制器电性连接。

实施例2

一种手机中框视觉检测方法，包括以下步骤：

S1、将手机中框15置于环形光源2的下方，定位相机1采集手机中框15的图像，计算手机中框15的偏移量；

S2、补正偏移量后，弧形光源5照射手机中框15的直边，第一直边检测相机3和第二直边检测相机4共同采集每个直边的图像并形成检测结果；

S3、分析检测结果，将检测到的良品和不良品分开。

其中，可以通过软件直接计算手机中框15的偏移量，并通过上位机将偏移量发送回检测系统实现手机中框15的位置补正，第一直边检测相机3和第二直边检测相机4共同采集每个直边的图像后，可以通过SCI视觉软件对拍到的图片进行瑕疵检测，并且，还可以使多种算子交互配合使用，从而有效地满足了工业产品的变化性大的要求，并显著地提高了检测的准确率。

显然，本发明运行稳定可靠，检测灵活性高，可控效果好，自动化程度高，并很好地适应了工业应用的复杂性和多样性的特点，从而有效地提高了检测的效率和精准度。

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 (10)

1.一种手机中框视觉检测系统，其特征在于：包括视觉定位组件和直边检测组件，所述视觉定位组件包括定位相机(1)和环形光源(2)，所述定位相机(1)设置于所述环形光源(2)的上方，所述直边检测组件包括第一直边检测相机(3)、第二直边检测相机(4)和弧形光源(5)，所述第一直边检测相机(3)和所述第二直边检测相机(4)分别设置于所述弧形光源(5)的两侧，所述环形光源(2)和所述弧形光源(5)均设置于安装架(6)。

2.如权利要求1所述的手机中框视觉检测系统，其特征在于：所述第一直边检测相机(3)和所述第二直边检测相机(4)对称倾斜设置于所述弧形光源(5)的上下两侧，所述第一直边检测相机(3)和所述第二直边检测相机(4)与水平面的夹角均为20°～40°。

3.如权利要求1所述的手机中框视觉检测系统，其特征在于：所述检测系统还包括圆角检测组件，所述圆角检测组件包括圆角检测相机(7)和匀光组合光源，所述匀光组合光源的侧部开设有与所述圆角检测相机(7)对应的拍摄槽。

4.如权利要求3所述的手机中框视觉检测系统，其特征在于：所述匀光组合光源包括同轴出光部(8)和球形出光部(9)，所述同轴出光部(8)设置于所述圆角检测相机(7)和所述球形出光部(9)之间。

5.如权利要求3所述的手机中框视觉检测系统，其特征在于：所述检测系统还包括上料组件，所述上料组件包括传送带(10)和第一驱动器，所述第一驱动器的输出端与所述传送带(10)电性连接，所述定位相机(1)和所述环形光源(2)均设置与所述传送带(10)的上方。

6.如权利要求5所述的手机中框视觉检测系统，其特征在于：所述检测系统还包括工作台(11)，所述工作台(11)抵接于所述传送带(10)，所述直边检测组件和所述圆角检测组件均设置于所述工作台(11)。

7.如权利要求6所述的手机中框视觉检测系统，其特征在于：所述工作台(11)设置有第一调节机架(12)和第二调节机架(13)，所述第一直边检测相机(3)和所述第二直边检测相机(4)均设置于所述第一调节机架(12)，所述圆角检测相机(7)和所述匀光组合光源均设置于所述第二调节机架(13)。

8.如权利要求6所述的手机中框视觉检测系统，其特征在于：所述工作台(11)设置有移送组件，所述移送组件包括取料手臂(14)和第二驱动器，所述第二驱动器的输出端与所述取料手臂(14)电性连接。

9.如权利要求8所述的手机中框视觉检测系统，其特征在于：所述工作台(11)还设置有第一控制器和第二控制器，所述视觉定位组件、所述移送组件和所述圆角检测组件均连接于所述第一控制器，所述直边检测组件连接于所述第二控制器。

10.一种手机中框视觉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将手机中框置于环形光源(2)的下方，定位相机(1)采集所述手机中框的图像，计算所述手机中框的偏移量；

S2、补正偏移量后，弧形光源(5)照射所述手机中框的直边，第一直边检测相机(3)和第二直边检测相机(4)共同采集每个直边的图像并形成检测结果；

S3、分析检测结果，将检测到的良品和不良品分开。

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