CN113655064B - 一种外观缺陷多模式视觉检测传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外观缺陷多模式视觉检测传感器，是由壳体、二维成像单元、三维成像单元、多模式LED光源模块和安装连接板构成；其中，二维成像单元是由二维成像相机、镜头、条纹投影光学引擎固定座、条纹投影光学引擎俯仰调整块、条纹投影光学引擎、分光镜与反射镜支撑架、光学引擎投影镜头、平面反射镜、半透半反镜和投影仪窗口镜片组成；三维成像单元是由双目左相机成像与光路装置和双目右相机成像与光路装置组成。本发明能够检测复杂表面上存在的各种类型缺陷，还能够实现三维测量与三维缺陷检测，在测量过程中不仅能解决因被测物体复杂表面空洞、遮挡等带来的检测难题，还可以对高动态物体进行二维、三维检测。
Description
技术领域
本发明涉及光学检测技术领域，具体的说是一种复杂形体外观缺陷视觉检测传感器，用于对汽车发动机、变速箱等复杂零部件外观的二维与三维缺陷进行检测。
背景技术
据统计，汽车制造过程对大量零件、组件和部件的协调装配占总制造成本的40-60％，装配质量影响汽车的整体性能。目前我国对汽车发动机等关键部件的装配缺陷多采用人眼或单工位多视点二维视觉系统离线检测，装配缺陷检测局限在二维检测水平。
目前国外已经实现利用三维视觉检测仪进行汽车装配缺陷三维数字化检测，有效保证装配质量和汽车整体性能。如：德国GOM公司研发的ATOS5X系统三维测量扫描仪采用高亮度激光光源避免外界光线干扰，适于暗背景或强反光表面物体三维测量，分辨率高。瑞典海克斯康(Hexagon)研发的BLAZE600M利用三组高分辨率相机以及高分辨率数字成像技术实现部件三维数据的快速测量，用于变速箱壳体及汽车零部件缺陷自动化检测。美国科惠力(Coherix) 开发的Robust3DTM全三维高速在线装配三维视觉检测仪，用于汽车制造过程中活塞销装配防错、发动机摇臂装配防错、气门组件装配防错、发动机终检等装配缺陷实时检测。但国外现有三维视觉检测仪虽然可以快速重构表面三维模型实现汽车装配关键部件的三维缺陷检测，但无法获取物体表面的纹理信息，不具有真实感，不能实现划伤、缺损、识别码等表面二维缺陷的同步检测。
国内三维视觉检测仪尽管起步较晚，但近几年也取得了显著进展。相关研发单位包括北京天远三维科技股份有限公司、苏州形动三维技术有限公司、郑州辰维科技股份有限公司、北京航空航天大学及天津大学等。北京天远三维科技股份有限公司研发的三维扫描系统可以获取工件完整的三维点云数据，相对于传统检测技术效率提升10倍以上。北京航空航天大学研制了三维形貌视觉测量仪、航空装备飞行性动态测试站等，已经应用于铁路安全检测。合肥工业大学在缺陷检测及复杂曲面类零件高精度三维测量等方向进行了广泛的研究。天津大学构建了便携式光栅投影全貌测量系统和大型构件复杂曲面三维视觉测量系统。上述研究成果在单视点近距离条件下测量精度较高，但对工业现场大尺寸、结构复杂物体测量存在的自遮挡及光照不均等问题，需要把不同拍摄位置测量的局部三维数据进行全局统一，难以实现高精度三维重建。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种外观缺陷多模式视觉检测传感器，以期能够实现对不同表面、不同种类的二维、三维缺陷检测以及高动态物体进行二维、三维检测，并解决被测物体复杂表面空洞、遮挡的难题。
本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：
本发明一种外观缺陷多模式视觉检测传感器的特点是由壳体、二维成像单元、三维成像单元、多模式LED光源模块和安装连接板构成：
所述壳体是由外壳、上盖板、左盖板、右盖板构成的腔体，所述壳体的前部设有三个开孔，中间的开孔是光学引擎投影和二维成像光路的通孔，用来安装投影仪窗口镜片；左右两侧的开孔是左右双目相机成像通光孔，分别用来安装双目三维成像左相机的镜头窗口镜片和双目三维成像右相机的镜头窗口镜片；
所述外壳的左侧设有所述双目三维成像左相机的两个开孔；所述外壳的右侧设有所述双目三维成像右相机的两个开孔；所述外壳的中间设有二维成像相机的两个开孔以及条纹投影光学引擎的开孔；
所述二维成像单元是由二维成像相机、镜头、条纹投影光学引擎固定座、条纹投影光学引擎俯仰调整块、条纹投影光学引擎、分光镜与反射镜支撑架、光学引擎投影镜头、平面反射镜、半透半反镜和投影仪窗口镜片组成；
所述半透半反镜和平面反射镜与所述条纹投影光学引擎固定座成45°夹角被固定在所述分光镜与反射镜支撑架上；
由所述二维成像相机、镜头、平面反射镜和半透半反镜组成二维成像光路装置；
被测物体漫反射的光通过所述投影仪窗口镜片到所述半透半反镜上，然后反射到所述平面反射镜并经过所述平面反射镜的反射进入镜头最后在所述二维成像相机上成像，从而形成二维成像光路；
所述三维成像单元是由投影光路装置、双目左相机成像装置以及双目右相机成像装置组成；
所述投影光路装置是由所述条纹投影光学引擎、光学引擎投影镜头、半透半反镜和投影仪窗口镜片组成；所述条纹投影光学引擎固定在所述条纹投影光学引擎俯仰调整块上，并经过所述条纹投影光学引擎俯仰调整块的角度调整后，使得所述条纹投影光学引擎将所投射的编码图案经过所述光学引擎投影镜头的聚焦到半透半反镜上，然后由所述半透半反镜透射到投影仪窗口镜片，最终投影在被测物上，从而形成投影光路；
所述双目左相机成像装置包括：左相机锁紧环、左相机固定座、左镜头、相机镜头窗口镜片和三维成像左相机；所述左相机固定座用于固定所述三维成像左相机；所述左相机锁紧环用于固定左镜头；
所述双目右相机成像装置包括：右相机锁紧环、右相机固定座、右镜头、相机镜头窗口镜片和三维成像右相机；所述右相机固定座用于固定双目三维成像右相机；所述右相机锁紧环用于固定右镜头；
被测物体漫反射的光通过所述投影仪窗口镜片进入左镜头最后在所述三维成像左相机上成像，从而形成左相机成像与光路；
被测物体漫反射的光通过所述投影仪窗口镜片进入右镜头最后在所述三维成像右相机上成像，从而形成右相机成像与光路；
所述多模式LED光源模块是由光源外壳和三环四象限LED光源组成；所述光源外壳上设置有三个开孔，包括：光学引擎投影与二维成像光路通孔、左双目相机成像通光孔、右双目相机成像通光孔；
所述三环四象限LED内向外依次设置为红色LED环形区域、绿色LED环形区域和蓝色 LED环形区域；并由将所述三环四象限LED分为四个象限，令I为第一象限LED区域，II为第二象限LED区域，III为第三象限LED区域，IV为第四象限LED区域；
所述二维成像光路通孔用于将光源外壳固定在外壳上；在所述壳体的底部设置有安装连接板，并固定在所述外壳上。
本发明所述的一种外观缺陷多模式视觉检测传感器的特点也在于：
由所述双目左相机成像装置和所述条纹投影光学引擎组成单投影仪编码结构光三维左测量单元，从而通过格雷码编码投影方法或多频相移投影三维轮廓测量方法，同时获取高质量条纹投影图像，以实现被测物的三维测量；
由所述双目右相机成像装置和所述条纹投影光学引擎组成单投影仪编码结构光三维右测量系统，从而通过格雷码编码投影方法或多频相移投影三维轮廓测量方法，同时获取高质量条纹投影图像，以实现被测物的三维测量。
针对被测物体陡峭表面、台阶表面而引起的相机遮挡部分，首先利用所述单投影仪编码结构光三维左测量单元捕捉被测物表面条纹投影图像，从而测量被测物表面，再利用所述单投影仪编码结构光三维右测量单元捕捉被测物体陡峭表面、台阶表面而引起的相机遮挡部分条纹投影图像，从而测量被测物表面遮挡部分，最后通过图像拼接方法，获取包含遮挡部分的被测物表面测量结果。
所述外观缺陷多模式视觉检测传感器安装于机械手上，机械手带动所述外观缺陷多模式视觉检测传感器在不同的视角对被测物进行测量与检测。
由所述双目左相机成像装置和所述双目右相机成像装置组成双目视觉成像系统，从而标定所述双目视觉成像系统的成像模型，并利用双目立体测量方法以实现被测物的三维测量。
利用所述多模式LED光源模块在复杂表面背景下按如下步骤实现缺陷高分辨成像检测：
步骤1、将所述三环四象限LED中三个环形区域在四个象限中的LED灯作为一组，从而得到12组LED灯；
步骤2、控制任意一组LED灯，并通过频闪分次曝光的方式对被测物表面进行成像，即利用一组LED灯在被测物表面的同一位置交替照明一次，同时利用所述二维成像相机分别捕获被测物表面的部分图像，从而完成一个频闪周期的成像；
步骤3、重复步骤2，直到捕捉完被测物表面的完整图像；对完整图像进行处理时，隔行取图，从而获取不同光源照明条件下的被测物表面的多通道图像，且每种通道图像代表不同的缺陷特征，以实现复杂表面背景下的缺陷高分辨成像检测。
利用所述多模式LED光源模块在复杂表面背景下按如下步骤实现缺陷高分辨成像检测：
步骤1、将所述三环四象限LED中三个环形区域在四个象限中的LED灯作为一组，从而得到12组LED灯；
步骤2、根据光的散射特性来布置被测物表面法线方向、相机光轴方向、照明入射方向之间的角度分布，并根据被测物表面不同的缺陷信息，控制任意的一组或多组LED灯的亮灭或明暗，以实现被测物表面的同轴照明、明场照明、暗场照明、漫反射照明，从而利用所述二维成像光路获取相应照明方式下包含目标信息的被测物图像，用于被测物表面的缺陷检测。
利用所述多模式LED光源模块在复杂表面背景下按如下方式实现缺陷高分辨成像检测：
根据被测物表面的颜色，按照照明色与被测物表面的色相性原则选择一组或多组LED灯，再利用光场融合方法将所选择的多组LED灯进行组合，以实现白光、彩色光的明场、暗场、同轴照明；同时利用二维成像相机捕获被测物表面图像，以实现高分辨成像缺陷检测；
其中，所述照明色与被测物表面的色相性原则为：根据被测物表面的目标颜色，采用目标颜色或者与目标颜色色温相近的光照射被测物。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明具有很高的集成性，能够同时实现二维缺陷检测和三维测量与三维缺陷检测的一款多功能视觉传感器，从而实现了高精度、快速测量。
2、本发明属于非接触测量，根据光的散射特性，针对不同的表面缺陷，使用三环四象限 LED光源，实现了对不同表面、不同种类的缺陷检测。
3、本发明使用双相机多视角成像，并使用机械手带动三维传感器在不同的视角进行测量与检测，解决了复杂表面空洞、遮挡的难题，还可以对高动态物体进行二维、三维检测。
4、本发明为了避免光亮大反射率表面采集的图像发生饱和反射率较小的部分曝光不足问题，采取了多次曝光成像方案。
附图说明
图1为本发明复杂形体外观缺陷的视觉检测传感器示意图；
图2为本发明二维和三维成像单元外形结构图；
图3为本发明二维和三维成像单元内部结构；
图4为本发明二维和三维成像单元成像光路；
图5为本发明光源外形结构图；
图6为本发明光源三环四象限LED布局图；
图7为本发明光源聚焦、工作距离与景深示意图；
图中标号：1二维和三维成像单元；2多模式LED光源；3安装连接板；4中间相机的开孔； 5右侧相机的开孔；6光学引擎的开孔；7左相机的开孔；101外壳；102上盖板；103左盖板； 104右盖板；105投影仪窗口镜片；106左相机镜头窗口镜片；107右相机镜头窗口镜片；108 二维成像相机；109镜头；110双目三维成像右相机；111右镜头；112右镜头锁紧环；113右相机固定座；114左相机锁紧环；115左相机固定座；116左镜头；117双目三维成像左相机；118 条纹投影光学引擎固定座；119条纹投影光学引擎俯仰角调整块；120条纹投影光学引擎；121 分光镜与反射镜支撑架；122光学引擎投影镜头；123平面反射镜；124半透半反镜；CC二维成像光路；CL双目左相机成像与光路；CR双目右相机成像与光路；P投影与二维成像光轴； 201光源外壳；202光学引擎投影与二维成像光路通孔；203右相机成像通光孔；204左相机成像通光孔；R红色LED环形区域；G绿色LED环形区域；B蓝色LED环形区域；I第一象限LED 区域；II第二象限LED区域；III第三象限LED区域；IV第四象限LED区域；W传感器工作距离； H二维和三维成像景深。
具体实施方式
本实施例中，如图1所示，一种外观缺陷多模式视觉检测传感器，是由壳体、二维成像单元、三维成像单元、多模式LED光源模块2和安装连接板3构成：
如图2所示，壳体是由外壳101、上盖板102、左盖板103、右盖板104构成的腔体，壳体的前部设有三个开孔，中间的开孔是光学引擎投影和二维成像光路的通孔，用来安装投影仪窗口镜片105；左右两侧的开孔是左右双目相机成像通光孔，分别用来安装双目三维成像左相机 117的镜头窗口镜片106和双目三维成像右相机110的镜头窗口镜片107；
如图1所示，外壳101的左侧设有双目三维成像左相机117的两个开孔7；外壳101的右侧设有双目三维成像右相机110的两个开孔5；外壳101的中间设有二维成像相机108的两个开孔4 以及条纹投影光学引擎120的开孔6；
如图2所示，左盖板103、右盖板104分别有四个螺丝开孔分别对应外壳101上的8个螺纹孔；上盖板102有10个开孔对应外壳101上的10个螺纹孔；
如图3所示，二维成像单元是由二维成像相机108、镜头109、条纹投影光学引擎固定座118、条纹投影光学引擎俯仰调整块119、条纹投影光学引擎120、分光镜与反射镜支撑架121、光学引擎投影镜头122、平面反射镜123、半透半反镜124和投影仪窗口镜片105组成；
半透半反镜124和平面反射镜123与条纹投影光学引擎固定座118成45°夹角被固定在分光镜与反射镜支撑架121上；条纹投影光学引擎俯仰调整块119可以用来调整条纹投影光学引擎的俯仰角；
由二维成像相机108、镜头109、平面反射镜123和半透半反镜124组成二维成像光路装置；成像过程如图4所示：被测物体漫反射的光通过投影仪窗口镜片105到半透半反镜124上，然后反射到平面反射镜123并经过平面反射镜123的反射进入镜头109最后在二维成像相机108上成像，从而形成二维成像光路CC；
三维成像单元是由投影光路装置、双目左相机成像装置以及双目右相机成像装置组成；
如图4所示，投影光路装置是由条纹投影光学引擎120、光学引擎投影镜头122、半透半反镜124和投影仪窗口镜片105组成；条纹投影光学引擎120固定在条纹投影光学引擎俯仰调整块 119上，并经过条纹投影光学引擎俯仰调整块119的角度调整后，使得条纹投影光学引擎120 将所投射的编码图案经过光学引擎投影镜头122的聚焦到半透半反镜124上，然后由半透半反镜124透射到投影仪窗口镜片105，最终投影在被测物上，从而形成投影光路；其中，P为投影与二维成像光轴；利用半透半反镜124的透射与反射特性使得系统的集成度更高；
双目左相机成像装置包括：左相机锁紧环114、左相机固定座115、左镜头116、相机镜头窗口镜片106和三维成像左相机117；左相机固定座115用于固定三维成像左相机117；左相机锁紧环114用于固定左镜头116；
双目右相机成像装置包括：右相机锁紧环112、右相机固定座113、右镜头111、相机镜头窗口镜片107和三维成像右相机110；右相机固定座113用于固定双目三维成像右相机110；右相机锁紧环112用于固定右镜头111；
左相机成像过程如下：被测物体漫反射的光通过投影仪窗口镜片106进入左镜头116最后在三维成像左相机117上成像，从而形成左相机成像与光路CL；
右相机成像过程如下：被测物体漫反射的光通过投影仪窗口镜片107进入右镜头111最后在三维成像右相机110上成像，从而形成右相机成像与光路CR；
如图5所示，多模式LED光源模块2是由光源外壳201和三环四象限LED光源组成；其中，如图7所示，多模式LED光源模块2的聚焦范围为H，而本发明传感器的工作距离为W，传感器的成像景深为H；光源外壳201上设置有三个开孔，包括：光学引擎投影与二维成像光路通孔 202、左双目相机成像通光孔203、右双目相机成像通光孔204；
如图6所示，三环四象限LED内向外依次设置为红色LED环形区域R、绿色LED环形区域 G和蓝色LED环形区域B；并由将三环四象限LED分为四个象限，令I为第一象限LED区域，II 为第二象限LED区域，III为第三象限LED区域，IV为第四象限LED区域；因此三环四象限LED 灯可以被分成12组，并且可以自由控制和任意组合每一组LED灯的亮灭或明暗。在二维缺陷测量过程中可以对三个环形区域和四个象限区域内LED的亮灭或明暗控制。
如图7所示，二维成像光路通孔202外侧轴上有四个螺纹孔，可以通过螺丝与外壳101的投影窗口处的凹槽连接，用于将光源外壳201固定在外壳101上；在壳体的底部设置有安装连接板3，并固定在外壳101上。
如图3所示，由双目左相机成像装置和条纹投影光学引擎(120)组成单投影仪编码结构光三维左测量单元，从而通过格雷码编码投影方法或多频相移投影三维轮廓测量方法，同时获取高质量条纹投影图像，根据条纹变形后的图像，以实现被测物的三维测量；
如图3所示，由双目右相机成像装置和条纹投影光学引擎(120)组成单投影仪编码结构光三维右测量系统，从而通过格雷码编码投影方法或多频相移投影三维轮廓测量方法，同时获取高质量条纹投影图像，根据条纹变形后的图像，以实现被测物的三维测量。
在单相机和单投影仪编码结构光三维测量系统中，虽然投影仪在测量物体的某些区域能够投射结构光，但是由于测量原理要求相机和投影仪必须间隔一定距离，并且存在一定的夹角(通常大于15度)才能实现测量。因此，可能会由于被测物体陡峭表面、台阶表面而引起的相机遮挡问题，即相机不能捕捉到这些结构光的照射区域，导致在被测物体表面可能会因为遮挡问题存在不可测量区域。针对被测物体陡峭表面、台阶表面而引起的相机遮挡部分，如图3 所示，首先利用单投影仪编码结构光三维左测量单元捕捉被测物表面条纹投影图像，从而测量被测物表面，再利用单投影仪编码结构光三维右测量单元捕捉被测物体陡峭表面、台阶表面而引起的相机遮挡部分条纹投影图像，从而测量被测物表面遮挡部分，最后通过图像拼接方法，获取包含遮挡部分的被测物表面测量结果。
外观缺陷多模式视觉检测传感器安装于机械手上，机械手带动外观缺陷多模式视觉检测传感器在不同的视角对被测物进行测量与检测，根据机械手的空间坐标以及外观缺陷多模式视觉检测传感器获取的被测物不同位置的表面信息，可以很好的解决复杂表面空洞、遮挡的难题。
如图3所示，由双目左相机成像装置和双目右相机成像装置组成双目视觉成像系统，从而利用张正友标定法标定双目视觉成像系统的成像模型，并利用双目立体测量方法以实现被测物的三维测量，重建被测物三维形貌。
具体实施中，如图6所示，利用多模式LED光源模块2在复杂表面背景下按如下步骤实现缺陷高分辨成像检测：
步骤1、将三环四象限LED中三个环形区域在四个象限中的LED灯作为一组，从而得到12 组LED灯；
步骤2、控制任意一组LED灯，并通过频闪分次曝光的方式对被测物表面进行成像，即利用一组LED灯在被测物表面的同一位置交替照明一次，同时利用二维成像相机(108)分别捕获被测物表面的部分图像，从而完成一个频闪周期的成像；
步骤3、重复步骤2，直到捕捉完被测物表面的完整图像；相机采集到的图像包含所有照明条件下的被测物图像，对完整图像进行处理时，隔行取图，从而获取不同光源照明条件下的被测物表面的多通道图像，且每种通道图像代表不同的缺陷特征，以实现复杂表面背景下的缺陷高分辨成像检测。
具体实施中，如图6所示，利用多模式LED光源模块2在复杂表面背景下按如下步骤实现缺陷高分辨成像检测：
步骤1、将三环四象限LED中三个环形区域在四个象限中的LED灯作为一组，从而得到12 组LED灯；
步骤2、根据光的散射特性来布置被测物表面法线方向、相机光轴方向、照明入射方向之间的角度分布，并根据被测物表面不同的缺陷信息，控制任意的一组或多组LED灯的亮灭或明暗，以实现被测物表面的同轴照明、明场照明、暗场照明、漫反射照明，从而利用二维成像光路CC获取相应照明方式下包含目标信息的被测物图像，用于被测物表面的缺陷检测，能够抑制背景噪声、增强缺陷信号的信噪比，有效检测被测物表面的凸起、凹坑、异物夹杂以及划痕等缺陷。
具体实施中，如图6所示，利用多模式LED光源模块2在复杂表面背景下按如下方式实现缺陷高分辨成像检测：
根据被测物表面的颜色，按照照明色与被测物表面的色相性原则选择一组或多组LED灯，再利用光场融合方法将所选择的多组LED灯进行组合，以实现白光、彩色光的明场、暗场、同轴照明；同时利用如图3所示的二维成像相机108捕获被测物表面图像，以实现高分辨成像缺陷检测；
其中，照明色与被测物表面的色相性原则为：根据被测物表面的目标颜色，采用目标颜色或者与目标颜色色温相近的光照射被测物，例如：若被测物表面目标颜色为红色，则采用红光或者与红光色温相近的光照射被测物；若被测物表面目标颜色为蓝色，采用蓝光或者与蓝光色温相近的光照射被测物，以此类推。
Claims (8)
1.一种外观缺陷多模式视觉检测传感器，其特征是由壳体、二维成像单元、三维成像单元、多模式LED光源模块(2)和安装连接板(3)构成：
所述壳体是由外壳(101)、上盖板(102)、左盖板(103)、右盖板(104)构成的腔体，所述壳体的前部设有三个开孔，中间的开孔是光学引擎投影和二维成像光路的通孔，用来安装投影仪窗口镜片(105)；左右两侧的开孔是左右双目相机成像通光孔，分别用来安装双目三维成像左相机(117)的镜头窗口镜片(106)和双目三维成像右相机(110)的镜头窗口镜片(107)；
所述外壳(101)的左侧设有所述双目三维成像左相机(117)的两个开孔(7)；所述外壳(101)的右侧设有所述双目三维成像右相机(110)的两个开孔(5)；所述外壳(101)的中间设有二维成像相机(108)的两个开孔(4)以及条纹投影光学引擎(120)的开孔(6)；
所述二维成像单元是由二维成像相机(108)、镜头(109)、条纹投影光学引擎固定座(118)、条纹投影光学引擎俯仰调整块(119)、条纹投影光学引擎(120)、分光镜与反射镜支撑架(121)、光学引擎投影镜头(122)、平面反射镜(123)、半透半反镜(124)和投影仪窗口镜片(105)组成；
所述半透半反镜(124)和平面反射镜(123)与所述条纹投影光学引擎固定座(118)成45°夹角被固定在所述分光镜与反射镜支撑架(121)上；
由所述二维成像相机(108)、镜头(109)、平面反射镜(123)和半透半反镜(124)组成二维成像光路装置；
被测物体漫反射的光通过所述投影仪窗口镜片(105)到所述半透半反镜(124)上，然后反射到所述平面反射镜(123)并经过所述平面反射镜(123)的反射进入镜头(109)最后在所述二维成像相机(108)上成像，从而形成二维成像光路(CC)；
所述三维成像单元是由投影光路装置、双目左相机成像装置以及双目右相机成像装置组成；
所述投影光路装置是由所述条纹投影光学引擎(120)、光学引擎投影镜头(122)、半透半反镜(124)和投影仪窗口镜片(105)组成；所述条纹投影光学引擎(120)固定在所述条纹投影光学引擎俯仰调整块(119)上，并经过所述条纹投影光学引擎俯仰调整块(119)的角度调整后，使得所述条纹投影光学引擎(120)将所投射的编码图案经过所述光学引擎投影镜头(122)的聚焦到半透半反镜(124)上，然后由所述半透半反镜(124)透射到投影仪窗口镜片(105)，最终投影在被测物上，从而形成投影光路；
所述双目左相机成像装置包括：左相机锁紧环(114)、左相机固定座(115)、左镜头(116)、相机镜头窗口镜片(106)和三维成像左相机(117)；所述左相机固定座(115)用于固定所述三维成像左相机(117)；所述左相机锁紧环(114)用于固定左镜头(116)；
所述双目右相机成像装置包括：右相机锁紧环(112)、右相机固定座(113)、右镜头(111)、相机镜头窗口镜片(107)和三维成像右相机(110)；所述右相机固定座(113)用于固定双目三维成像右相机(110)；所述右相机锁紧环(112)用于固定右镜头(111)；
被测物体漫反射的光通过所述投影仪窗口镜片(106)进入左镜头(116)最后在所述三维成像左相机(117)上成像，从而形成左相机成像与光路(CL)；
被测物体漫反射的光通过所述投影仪窗口镜片(107)进入右镜头(111)最后在所述三维成像右相机(110)上成像，从而形成右相机成像与光路(CR)；
所述多模式LED光源模块(2)是由光源外壳(201)和三环四象限LED光源组成；所述光源外壳(201)上设置有三个开孔，包括：光学引擎投影与二维成像光路通孔(202)、左双目相机成像通光孔(203)、右双目相机成像通光孔(204)；
所述三环四象限LED内向外依次设置为红色LED环形区域(R)、绿色LED环形区域(G)和蓝色LED环形区域(B)；并由将所述三环四象限LED分为四个象限，令I为第一象限LED区域，II为第二象限LED区域，III为第三象限LED区域，IV为第四象限LED区域；
所述二维成像光路通孔(202)用于将光源外壳(201)固定在外壳(101)上；在所述壳体的底部设置有安装连接板(3)，并固定在所述外壳(101)上。
2.根据权利要求1所述的一种外观缺陷多模式视觉检测传感器，其特征是：
由所述双目左相机成像装置和所述条纹投影光学引擎(120)组成单投影仪编码结构光三维左测量单元，从而通过格雷码编码投影方法或多频相移投影三维轮廓测量方法，同时获取高质量条纹投影图像，以实现被测物的三维测量；
由所述双目右相机成像装置和所述条纹投影光学引擎(120)组成单投影仪编码结构光三维右测量系统，从而通过格雷码编码投影方法或多频相移投影三维轮廓测量方法，同时获取高质量条纹投影图像，以实现被测物的三维测量。
3.根据权利要求2所述的一种外观缺陷多模式视觉检测传感器，其特征是：
针对被测物体陡峭表面、台阶表面而引起的相机遮挡部分，首先利用所述单投影仪编码结构光三维左测量单元捕捉被测物表面条纹投影图像，从而测量被测物表面，再利用所述单投影仪编码结构光三维右测量单元捕捉被测物体陡峭表面、台阶表面而引起的相机遮挡部分条纹投影图像，从而测量被测物表面遮挡部分，最后通过图像拼接方法，获取包含遮挡部分的被测物表面测量结果。
4.根据权利要求3所述的一种外观缺陷多模式视觉检测传感器，其特征是：
所述外观缺陷多模式视觉检测传感器安装于机械手上，机械手带动所述外观缺陷多模式视觉检测传感器在不同的视角对被测物进行测量与检测。
5.根据权利要求3所述的一种外观缺陷多模式视觉检测传感器，其特征是：
由所述双目左相机成像装置和所述双目右相机成像装置组成双目视觉成像系统，从而标定所述双目视觉成像系统的成像模型，并利用双目立体测量方法以实现被测物的三维测量。
6.根据权利要求1所述的一种的外观缺陷多模式视觉检测传感器，其特征是：利用所述多模式LED光源模块(2)在复杂表面背景下按如下步骤实现缺陷高分辨成像检测：
步骤1、将所述三环四象限LED中三个环形区域在四个象限中的LED灯作为一组，从而得到12组LED灯；
步骤2、控制任意一组LED灯，并通过频闪分次曝光的方式对被测物表面进行成像，即利用一组LED灯在被测物表面的同一位置交替照明一次，同时利用所述二维成像相机(108)分别捕获被测物表面的部分图像，从而完成一个频闪周期的成像；
步骤3、重复步骤2，直到捕捉完被测物表面的完整图像；对完整图像进行处理时，隔行取图，从而获取不同光源照明条件下的被测物表面的多通道图像，且每种通道图像代表不同的缺陷特征，以实现复杂表面背景下的缺陷高分辨成像检测。
7.根据权利要求1所述的一种的外观缺陷多模式视觉检测传感器，其特征是：利用所述多模式LED光源模块(2)在复杂表面背景下按如下步骤实现缺陷高分辨成像检测：
步骤1、将所述三环四象限LED中三个环形区域在四个象限中的LED灯作为一组，从而得到12组LED灯；
步骤2、根据光的散射特性来布置被测物表面法线方向、相机光轴方向、照明入射方向之间的角度分布，并根据被测物表面不同的缺陷信息，控制任意的一组或多组LED灯的亮灭或明暗，以实现被测物表面的同轴照明、明场照明、暗场照明、漫反射照明，从而利用所述二维成像光路(CC)获取相应照明方式下包含目标信息的被测物图像，用于被测物表面的缺陷检测。
8.根据权利要求1所述的一种的外观缺陷多模式视觉检测传感器，其特征是：利用所述多模式LED光源模块(2)在复杂表面背景下按如下方式实现缺陷高分辨成像检测：
根据被测物表面的颜色，按照照明色与被测物表面的色相性原则选择一组或多组LED灯，再利用光场融合方法将所选择的多组LED灯进行组合，以实现白光、彩色光的明场、暗场、同轴照明；同时利用二维成像相机(108)捕获被测物表面图像，以实现高分辨成像缺陷检测；
其中，所述照明色与被测物表面的色相性原则为：根据被测物表面的目标颜色，采用目标颜色或者与目标颜色色温相近的光照射被测物。
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