CN114235688A - 一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，包括第一相机组件、第二相机组件及控制中心；第一相机组件用于对螺纹孔内径进行拍摄，得到第一图像；第一图像为螺纹孔内径图像；第二相机组件用于对螺牙进行拍摄，得到第二图像；第二图像为螺牙图像；第一相机组件、第二相机组件分别将第一图像、第二图像发送至控制中心，控制中心用于对第一图像进行计算得到螺纹孔内径；控制中心还用于对第二图像进行计算得到螺牙个数；以及判断螺纹孔内径及螺牙个数是否合格，并将判断结果输出。本发明提供可针对最小孔直径为0.725mm的螺纹孔进行检测，得到螺纹内径及螺牙个数，检测正确率高，检测螺牙内径精度高。

Description

一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统及方法

技术领域

本发明涉及检测领域，具体涉及一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统及方法。

背景技术

随着社会生产力的快速发展，近几年3C产业渐渐发展为世界性的新兴科技产业，电脑、手机等电子产品覆盖每一个家庭。低价格、大量生产、低成本已成为3C产业的趋势发展模式但同时也对3C产业提出了更高的要求，这也致使各个公司产业对产品细节的要求也就更高。螺丝的作用是把两个工件连在一起，几乎所有的机器上都要用到螺丝。在使用中常发生牙与牙之间无法密着、牙纹不良锁不紧等未达到使用条件，皆为品质精度问题。在大量生产中，以达到高精度稳定之品质为目的，螺丝的价值是十分重要的。

拿手机壳边框螺孔的螺纹螺牙测量进行举例。目前对螺纹螺牙的检测都是人工进行测量，测量相对繁琐，费时费力，增加了很多的人力成本和时间成本。螺纹螺牙检测主要包括孔径测量与螺牙个数检测两个部分。对于孔径测量，需要人工用不同直径大小的Pin针(测量工具)进行测量，从而根据Pin针与螺孔的吻合度来确定孔径的值。对于螺牙个数检测，同样的也是需要人工来根据自己手的触感来推测螺牙的个数。所以说，人工测量螺丝螺牙存在下面不足：1)效率低下，人工手动测量，手动记录；2)损坏产品，用Pin针工具测量后会对螺孔内螺牙造成损伤，而且是不可逆的；3)数据不稳定，不同操作员对同一产品测量，可能得到的结果也是不相同的，对后面的生产不便利。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统及方法。

本发明的技术方案概述如下：

一方面，本发明提供一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，包括第一相机组件、第二相机组件及控制中心；

所述第一相机组件用于对螺纹孔内径进行拍摄，得到第一图像；所述第一图像为螺纹孔内径图像；

所述第二相机组件用于对螺牙进行拍摄，得到第二图像；所述第二图像为螺牙图像；

所述第一相机组件、第二相机组件分别将第一图像、第二图像发送至所述控制中心，所述控制中心用于对所述第一图像进行计算得到螺纹孔内径；所述控制中心还用于对所述第二图像进行计算得到螺牙个数；

以及判断所述螺纹孔内径及所述螺牙个数是否合格，并将判断结果输出。

进一步地，所述第一相机组件与所述第二相机组件之间具有夹角，第一相机组件和第二相机组件由驱动装置驱动进行同时拍摄；所述第一相机组件位于待检测产品的正上方；所述第二相机组件位于待检测产品的侧方，且所述第二相机组件与所述待检测产品的螺纹孔轴线的夹角为60-90度。

进一步地，所述第一相机组件包括第一相机、第一远心镜头及环形光源；所述环形光源对待检测产品进行照明，所述第一远心镜头安装第一相机的端部，在所述环形光源的照明下，采集到第一图像。

进一步地，所述环形光源与待检测产品的距离为5-35mm，所述第一远心镜头与待检测产品的距离为10-20mm。

进一步地，所述第二相机组件包括第二相机、第二远心镜头、点光源及环形无影光；所述环形无影光安装在所述远心镜头的前方。

进一步地，所述第二远心镜头与待检测产品的距离为10-20mm。

进一步地，所述控制中心用于对所述第一图像进行计算得到螺纹孔内径，包括：

对第一图像进行定位，定位出螺纹内径的位置区域；

对第一图像进行预处理，将第一图像中的每一个像素值乘以常数；

利用找圆工具对预处理后的圆形区域进行拟合圆，通过像素转换计算出真实内径值。

进一步地，所述像素转换包括在获得图像上直径显示的像素值，根据已知的产品螺纹内径与图像上的直径像素，将两者进行转换，得到螺纹内径。

进一步地，所述控制中心还用于对所述第二图像进行计算得到螺牙个数，包括：

对第二图像进行预处理，将第二图像中的每个像素灰阶乘以系数；

对预处理后的第二图像定位并建立坐标系；

定义每个螺纹位置的RIO搜索区域并检索每个区域内是否存在螺纹，对存在螺纹进行计算。

相应地，本发明还提供了一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测方法，采用如上任一项所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统进行检测，方法包括：

通过第一相机组件对螺纹孔内径进行拍摄，得到第一图像；所述第一图像为螺纹孔内径图像；

通过第二相机组件对螺牙进行拍摄，得到第二图像；所述第二图像为螺牙图像；

所述第一相机组件、第二相机组件分别将第一图像、第二图像发送至所述控制中心，所述控制中心对所述第一图像进行计算得到螺纹孔内径；所述控制中心对所述第二图像进行计算得到螺牙个数；

以及判断所述螺纹孔内径及所述螺牙个数是否合格，并将判断结果输出。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统及方法，可针对最小孔直径为0.725mm的螺纹孔进行检测，得到螺纹内径及螺牙个数，检测正确率高达98％。此外，通过本系统的检测螺牙内径可做到±0.015mm，螺牙个数可控制在误差1个以内。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统中的第一相机组件的结构示意图；

图2为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统中的第二相机组件的结构示意图；

图3为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统中对第一图像进行定位的示意图；

图4为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统中对第一图像进行预处理前的示意图；

图5为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统中对第一图像进行预处理后的示意图；

图6为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统中拟合圆及内径计算的示意图；

图7为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统中对第二图像进行预处理前的示意图；

图8为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统中对第二图像进行预处理后的示意图；

图9为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统中对预处理后的第二图像定位的示意图；

图10为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统中螺纹计算的示意图；

图11为本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测方法的示意图。

附图标记：11、第一相机；12、第一远心镜头；13、环形光源；21、第二相机；22、第二远心镜头；23、点光源；24、环形无影光。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例一：

如图1-10所示，本发明的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，包括第一相机组件、第二相机组件及控制中心；

所述第一相机组件用于对螺纹孔内径进行拍摄，得到第一图像；所述第一图像为螺纹孔内径图像；

所述第二相机组件用于对螺牙进行拍摄，得到第二图像；所述第二图像为螺牙图像；

所述第一相机组件、第二相机组件分别将第一图像、第二图像发送至所述控制中心，所述控制中心用于对所述第一图像进行计算得到螺纹孔内径；所述控制中心还用于对所述第二图像进行计算得到螺牙个数；

以及判断所述螺纹孔内径及所述螺牙个数是否合格，并将判断结果输出。

参考图1-2，第一相机组件与所述第二相机组件之间具有夹角，第一相机组件和第二相机组件由驱动装置驱动进行同时拍摄；所述第一相机组件位于待检测产品的正上方；所述第二相机组件位于待检测产品的侧方，且所述第二相机组件与所述待检测产品的螺纹孔轴线的夹角为60-90度。

优选地，第一相机组件包括第一相机11、第一远心镜头12及环形光源13；所述环形光源13对待检测产品进行照明，所述第一远心镜头12安装第一相机的端部，在所述环形光源13的照明下，采集到第一图像。

环形光源13与待检测产品100的距离为5-35mm，第一远心镜头12与待检测产品100的距离为10-20mm。

第二相机组件包括第二相机21、第二远心镜头22、点光源23及环形无影光24；所述环形无影光24安装在所述第二远心镜头22的前方。

第二远心镜头22与待检测产品100的距离为10-20mm。

具体地，控制中心用于对所述第一图像进行计算得到螺纹孔内径，包括：

对第一图像进行定位，定位出螺纹内径的位置区域；

对第一图像进行预处理，将第一图像中的每一个像素值乘以常数；

利用找圆工具对预处理后的圆形区域进行拟合圆，通过像素转换计算出真实内径值。

可以理解为，该步骤中的“乘以常数”的图像处理算法，是将图像中的每一个像素点的像素值都乘以一个常数，从而消除干扰因素的影响。再利用找圆工具对预处理后的圆形区域进行拟合圆，即定位圆的边界点，然后利用该边界点进行拟合圆，拟合得到的圆就是螺纹内径在图像上的显示区域，再通过像素转换就可计算出真实内径值。

具体地，像素转换包括在获得图像上直径显示的像素值，根据已知的产品螺纹内径与图像上的直径像素，将两者进行转换，得到螺纹内径。例如，螺纹内径为0.725mm，拟合圆的半径为203pixel，则内径与像素之间的转换就是0.725mm/(203*2)pixel＝0.00179mm/pixel，则此时的0.00179就是像素值与内径之间的转换比例。

具体地，控制中心还用于对所述第二图像进行计算得到螺牙个数，包括：

对第二图像进行预处理，将第二图像中的每个像素灰阶乘以系数；

对预处理后的第二图像定位并建立坐标系；

定义每个螺纹位置的RIO搜索区域并检索每个区域内是否存在螺纹，对存在螺纹进行计算。

检测完成后将汇总结果发送至PLC及保存本地。

实施例二：

参考图3-11，本发明还提供了一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测方法，采用如上任一项所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统进行检测，方法包括：

S1、通过第一相机组件对螺纹孔内径进行拍摄，得到第一图像；所述第一图像为螺纹孔内径图像；

S2、通过第二相机组件对螺牙进行拍摄，得到第二图像；所述第二图像为螺牙图像；

S3、所述第一相机组件、第二相机组件分别将第一图像、第二图像发送至所述控制中心，所述控制中心对所述第一图像进行计算得到螺纹孔内径；及S4、所述控制中心对所述第二图像进行计算得到螺牙个数；

以及S5、判断所述螺纹孔内径及所述螺牙个数是否合格，并将判断结果输出。

具体地，S3控制中心对所述第一图像进行计算得到螺纹孔内径，包括：

S31、对第一图像进行定位，定位出螺纹内径的位置区域；

S32、对第一图像进行预处理，将第一图像中的每一个像素值乘以常数；

S33、利用找圆工具对预处理后的圆形区域进行拟合圆，通过像素转换计算出真实内径值。

可以理解为，该步骤中的“乘以常数”的图像处理算法，是将图像中的每一个像素点的像素值都乘以一个常数，从而消除干扰因素的影响。再利用找圆工具对预处理后的圆形区域进行拟合圆，即定位圆的边界点，然后利用该边界点进行拟合圆，拟合得到的圆就是螺纹内径在图像上的显示区域，再通过像素转换就可计算出真实内径值。

具体地，像素转换包括在获得图像上直径显示的像素值，根据已知的产品螺纹内径与图像上的直径像素，将两者进行转换，得到螺纹内径。例如，螺纹内径为0.725mm，拟合圆的半径为203pixel，则内径与像素之间的转换就是0.725mm/(203*2)pixel＝0.00179mm/pixel，则此时的0.00179就是像素值与内径之间的转换比例。

具体地，S4控制中心对所述第二图像进行计算得到螺牙个数，包括：

S41、对第二图像进行预处理，将第二图像中的每个像素灰阶乘以系数；

S42、对预处理后的第二图像定位并建立坐标系；

S43、定义每个螺纹位置的RIO搜索区域并检索每个区域内是否存在螺纹，对存在螺纹进行计算。

检测完成后将汇总结果发送至PLC及保存本地。

本发明提供一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统及方法，可针对最小孔直径为0.725mm的螺纹孔进行检测，得到螺纹内径及螺牙个数，检测正确率高达98％。此外，通过本系统的检测螺牙内径可做到±0.015mm，螺牙个数可控制在误差1个以内。

此外，装置实施例中的系统与方法实施例基于同样地发明构思。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和电子设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，其特征在于，包括第一相机组件、第二相机组件及控制中心；

所述第一相机组件用于对螺纹孔内径进行拍摄，得到第一图像；所述第一图像为螺纹孔内径图像；

所述第二相机组件用于对螺牙进行拍摄，得到第二图像；所述第二图像为螺牙图像；

所述第一相机组件、第二相机组件分别将第一图像、第二图像发送至所述控制中心，所述控制中心用于对所述第一图像进行计算得到螺纹孔内径；所述控制中心还用于对所述第二图像进行计算得到螺牙个数；

以及判断所述螺纹孔内径及所述螺牙个数是否合格，并将判断结果输出。

2.如权利要求1所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，其特征在于，所述第一相机组件与所述第二相机组件之间具有夹角，第一相机组件和第二相机组件由驱动装置驱动进行同时拍摄；所述第一相机组件位于待检测产品的正上方；所述第二相机组件位于待检测产品的侧方，且所述第二相机组件与所述待检测产品的螺纹孔轴线的夹角为60-90度。

3.如权利要求1所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，其特征在于，所述第一相机组件包括第一相机、第一远心镜头及环形光源；所述环形光源对待检测产品进行照明，所述第一远心镜头安装第一相机的端部，在所述环形光源的照明下，采集到第一图像。

4.如权利要求3所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，其特征在于，所述环形光源与待检测产品的距离为5-35mm，所述第一远心镜头与待检测产品的距离为10-20mm。

5.如权利要求1所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，其特征在于，所述第二相机组件包括第二相机、第二远心镜头、点光源及环形无影光；所述环形无影光安装在所述第二远心镜头的前方。

6.如权利要求5所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，其特征在于，所述第二远心镜头与待检测产品的距离为10-20mm。

7.如权利要求1所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，其特征在于，所述控制中心用于对所述第一图像进行计算得到螺纹孔内径，包括：

对第一图像进行定位，定位出螺纹内径的位置区域；

对第一图像进行预处理，将第一图像中的每一个像素值乘以常数；

利用找圆工具对预处理后的圆形区域进行拟合圆，通过像素转换计算出真实内径值。

8.如权利要求7所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，其特征在于，所述像素转换包括在获得图像上直径显示的像素值，根据已知的产品螺纹内径与图像上的直径像素，将两者进行转换，得到螺纹内径。

9.如权利要求1所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统，其特征在于，所述控制中心还用于对所述第二图像进行计算得到螺牙个数，包括：

对第二图像进行预处理，将第二图像中的每个像素灰阶乘以系数；

对预处理后的第二图像定位并建立坐标系；

定义每个螺纹位置的RIO搜索区域并检索每个区域内是否存在螺纹，对存在螺纹进行计算。

10.一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的一种针对手机边框的螺纹及螺牙视觉检测系统进行检测，方法包括：

通过第一相机组件对螺纹孔内径进行拍摄，得到第一图像；所述第一图像为螺纹孔内径图像；

通过第二相机组件对螺牙进行拍摄，得到第二图像；所述第二图像为螺牙图像；

所述第一相机组件、第二相机组件分别将第一图像、第二图像发送至所述控制中心，所述控制中心对所述第一图像进行计算得到螺纹孔内径；所述控制中心对所述第二图像进行计算得到螺牙个数；

以及判断所述螺纹孔内径及所述螺牙个数是否合格，并将判断结果输出。

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