CN114527073A - 一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统及检测方法，包括高速光源控制系统、运动控制系统、线扫描图像采集系统和一块实时控制器。检测前预先使用光源控制技术测试表面反射的光路信息，或使用CAD模型靠计算机分析自动生成，得到工作表面反射的模型。在检测时，使用高分辨率线扫相机扫过曲面的同时，通过已知反光模型信息，控制光源特定角度的LED点亮，最终获得无反光的多角度漫反射图像和一幅适当亮度的镜面反射图像。这两幅图像作差后不管对具用漫反射特性的划伤、脏污等缺陷，还是对崩边、凹凸点等表面损伤类缺陷均有良好的增强效果，保证了好的成像质量，有助于提高反光表面微小缺陷的检测准确性。同时针对曲面检测的问题，通过光源、相机等硬件的调整，在保证检测速度的前提下完成了120度范围内的精确检测。

Description

一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统及检测方法

技术领域

本发明属于工业质量检测相关技术领域，更具体地，涉及一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统及检测方法。

背景技术

近年来，很多产品的外壳都经过了烤漆、电镀等工艺，使得表面变得光滑明亮，手机后盖也由原来的磨砂塑料变成了3D钢化玻璃，这类产品美观程度变得更高，随之带来的问题就是机器视觉设备在执行自动化检测时经常面对强烈的反光现象，影响检测结果的准确性。相比普通物体，反光表面物体的缺陷和正常表面区别很小，对比度很低。例如一些凹凸点，这类缺陷只是表面不再是平整的，但跟正常表面的颜色是一致的，普通方法难以发现。常用的三维检测方法如双目视觉、三角激光、结构光等方法在镜面反射物体上均不能应用。

PMD是一种高反表面的检测技术，可以精确测量反光表面细微的角度变化，可以构建出三维形貌，区分出缺陷是凸点还是凹点。然这种方法应用在面阵相机上，不能在线扫系统上使用，检测精度受限。另外一次需要拍摄10张以上的图像才能解码出正确的形貌信息，在工业高效率的需求上不能普及应用。

在曲面检测上，由于角度的原因，检测角度不能过大，单次拍摄常规照明能检测到大约30度的倾角，PMD方法受限于投影屏幕限制，一般检测角度不会大于15度。

因此开发能够检测大曲度反光表面并能够满足工业检测效率和工业检测精度要求的设备，在各种产品的外观质量检测领域有着广阔的应用前景。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统及检测方法，提供的光源布局及打光方法实现了高灵敏度的反光表面微小缺陷检测，光源控制系统能够结合线阵相机能够生成高精度的扫描图像，经过合理的布局和软件控制可以完成60度倾角的曲面检测。采集速度是单次线扫相机扫描速度的三分之一，即待测样品长宽各1m，用100KHz行频的0.01mm分辨精度的线扫采集只需要3s即可完成拍摄，所构建的图像背景几乎全黑，比较理想，仅需简单处理即可识别出缺陷，因此图像在采集的同时即可生成缺陷报告，实现了在线检测功能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统，包括环绕待检样品放置的高速多角度光源控制系统、运动控制系统、线扫描图像采集系统和实时控制器，其特征在于：

所述的运动控制系统包括直线伺服运动台(2)及旋转校正台(1)，旋转校正台(1)位于直线伺服运动台(2)前方，直线伺服运动台(2)中间为线扫检测工位(3)；

所述的高速多角度光源控制系统包括第一光源(4)、第二光源(8)，第一光源(4)与第二光源(8)呈不同角度位于线扫检测工位(3)上方和前方；第一光源(4)、第二光源(8)由光源主控制器(7)控制，光源主控制器(7)控制位于第一光源(4)、第二光源(8)背面的区域控制器(6)，区域控制器(6)控制位于第一光源(4)、第二光源(8)背面的LED驱动器(5)；

所述的线扫描图像采集系统由线扫工业相机(9)、图像采集卡和工控计算机组成；

所述的高速多角度光源控制及线扫描图像采集系统安装在检测系统安装架(10)上，检测系统安装架(10)与的运动控制系统装配使用。

所述的实时控制器为Cyclone V Soc FPGA，负责高速多角度光源控制系统、运动控制系统及线扫描图像采集系统的实时控制，其内部的ARM处理器主要负责系统非实时性控制，搭载Linux系统上的应用程序将LED控制序列信息通过CAN总线发送至光源控制系统，另外使用TCP协议与图像采集系统通信，内部的FPGA核与ARM核之间用高速互联总线AXI进行数据传输，FPGA核负责实时控制，向运动控制系统发送脉冲指令并接收运动台上的编码器信息，解码后实时同步触发光源、相机完成图像采集。

运动控制系统包含直线运动台和旋转校正台，直线运动台负责运输待测样品均速通过线扫检测工位，与其同轴连接的运动台编码器将实时位置信息传输至实时控制器，旋转校正台上带有一定布局的光电检测开关，可识别到待测样品的位姿信息，通过伺服旋转台和伺服推杆使待测样品摆正到需要的位姿。

所述的旋转校正台(1)由旋转台、推杆、光电传感器、伺服电机及控制器组成，功能在于把待测样品校正位姿，旋转至需要的角度。工作流程是上料机器人先将待测样品放置在旋转台上，上方放有多个光电传感器，可以检测待测样品有无在光电传感器下方。其中至少两个光电传感器位于垂直于流水线的方向上，这样经过伺服电机驱动转盘旋转和推杆多次尝试，直到这两个光电传感器同时检测到信号，此时位姿基本正确。如待测样品是圆形及其他种不是直线段组成的外轮廓，则添加其他光电传感器辅助校正。

所述的光源由多块灯板组成，环绕分布在待测工件周围，每个灯板装有若干LED，灯板背面带有散热器和板载控制器。光源控制系统中设有三级控制器，总控制器负责接收配置信息，存储到本地Flash中，当收到实时触发信号后，将对应的亮灯信息通过SPI写入局域控制器中，局域控制器则输出PWM控制对应LED驱动器，使其输出预定的亮度，进一步，高速多角度光源控制系统由两个LED发光板和板上驱动控制电路组成，发光板大小视待测样品大小来定，一般取待测样品长度的三倍大小设计，为了成本考虑，也可使用效果更好的半球罩的形状，可以获得更多角度的照明，对于部分缺陷的成像果会更好，同时也使更大倾角的检测成为可能。

所述的灯板使用的灯珠为贴片型发光二级管，适应选用发光面较大，引脚小的小封装类型，这样可以提高后面发光角度控制的精度；同时发光面占比越大，单个点投光的均匀性越高。

所述的图像采集系统包括线扫相机、图像采集卡和工控计算机，线扫相机倾斜30度安装，通过高速CoaXPress同轴线缆与图像采集卡连接，图像采集止插在工控计算机的PCI_E插槽上。工控计算机与实时控制器使用网线连接，使用TCP协议传输数据。

一种反光曲面的快速高精度外观质量检测技术，其检测方法特征在于，包括以下步骤：

检测前对反光的曲面建立反射模型，如果有待测样品的CAD模型可以通过软件自动生成；如果不提供，则使用标准样品自主建模，具体流程为：

先将待测样品运送至第一个扫描位置，然后控制光源每次开启一行LED并采集一次图像，从第一行遍历至最后一行，完成竖直方向的采集。比较每次采集的图像同一像素点上的数值大小，求平滑后峰值的位置，即对应的LED行号a，同理再完成一次水平方向的采集，求出对应的LED列号b。这样经过两次正交方向的光源控制，根据LED行号和列号可得到一个LED的具体位置(a,b)，即从这颗LED发出的光，会被待测样品表面上的一点反射到相机上。按此方法求得这一扫描位置上其点像素点以其他扫描位置的反射信息，记为

F(x,y)＝(a,b)

x为扫描行数，y为每次描扫图像的列坐标，(a,b)为LED在灯板上的位置。

然后使光源生成水平方向分布的黑白条纹图案，求得边缘模糊带的宽度d，代表镜面反射瓣的大小，最后生成一幅全亮图案，逐渐调整每颗LED的亮度，使图像灰度值分布在245左右，记下此时LED亮度值l；

检测时，先在旋转校正台上校正待测样品位姿，然后使待测样品匀速通过线扫检测工位，同时光源和相机开始工作，采集完一帧图像后，待测样品回退至旋转校正台，顺时针旋转120度，再次重复以上动作二次，最终获得三幅图像，等同于从待测样品周围的三个方向采集三幅图像；

在采集图像时，通过编码器输出的位置x，调取反射模型F(x,y)，生成对应亮灯信号，亮度调为为l,相机开始一次同步采集称为镜面反射图像，然后将此时点亮的LED及其周围的d/2宽度内的LED禁用，并全功率点亮其余所有LED灯，相机再启动一次同步采集称为漫反射图像，两幅图像作差即为最终生成图像。

本发明的有益效果是：

本发明所提供的光源布局及打光方法实现了高灵敏度的反光表面微小缺陷检测。所述的光源控制系统能够结合线阵相机能够生成高精度的扫描图像，经过合理的布局和软件控制可以完成60度倾角的曲面检测。采集速度是单次线扫相机扫描速度的三分之一，即待测样品长宽各1m，用100KHz行频的0.01mm分辨精度的线扫采集只需要3s即可完成拍摄，所构建的图像背景几乎全黑，比较理想，仅需简单处理即可识别出缺陷，因此图像在采集的同时即可生成缺陷报告，实现了在线检测功能。

附图说明

图1为本发明的装置示意图；

图2为本发明的硬件组成示意图；

图3为本发明的软件流程框图；

其中：1为旋转校正台；2为直线伺服运动台；3为线扫检测工位；4为第一光源；5为LED驱动器；6为区域控制器；7为光源主控制器；8为第二光源；9为线扫工业相机；10为检测系统安装架。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明进一步叙述。

如图1、2、3所示，一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统，包括环绕待检样品放置的高速多角度光源控制系统、运动控制系统、线扫描图像采集系统和实时控制器，其特征在于：

所述的运动控制系统包括直线伺服运动台(2)及旋转校正台(1)，旋转校正台(1)位于直线伺服运动台(2)前方，直线伺服运动台(2)中间为线扫检测工位(3)；

所述的高速多角度光源控制系统包括第一光源(4)、第二光源(8)，第一光源(4)与第二光源(8)呈不同角度位于线扫检测工位(3)上方和前方；第一光源(4)、第二光源(8)由光源主控制器(7)控制，光源主控制器(7)控制位于第一光源(4)、第二光源(8)背面的区域控制器(6)，区域控制器(6)控制位于第一光源(4)、第二光源(8)背面的LED驱动器(5)；

所述的线扫描图像采集系统由线扫工业相机(9)、图像采集卡和工控计算机组成；

所述的高速多角度光源控制及线扫描图像采集系统安装在检测系统安装架(10)上，检测系统安装架(10)与的运动控制系统装配使用。

所述的实时控制器为Cyclone V Soc FPGA，负责高速多角度光源控制系统、运动控制系统及线扫描图像采集系统的实时控制，其内部的ARM处理器主要负责系统非实时性控制，搭载Linux系统上的应用程序将LED控制序列信息通过CAN总线发送至光源控制系统，另外使用TCP协议与图像采集系统通信，内部的FPGA核与ARM核之间用高速互联总线AXI进行数据传输，FPGA核负责实时控制，向运动控制系统发送脉冲指令并接收运动台上的编码器信息，解码后实时同步触发光源、相机完成图像采集。

运动控制系统包含直线运动台和旋转校正台，直线运动台负责运输待测样品均速通过线扫检测工位，与其同轴连接的运动台编码器将实时位置信息传输至实时控制器，旋转校正台上带有一定布局的光电检测开关，可识别到待测样品的位姿信息，通过伺服旋转台和伺服推杆使待测样品摆正到需要的位姿。

所述旋转校正台由旋转台、推杆、光电传感器、伺服电机及控制器组成，功能在于把待测样品校正位姿，旋转至需要的角度。工作流程是上料机器人先将待测样品放置在旋转台上，上方放有多个光电传感器，可以检测待测样品有无在光电传感器下方。其中至少两个光电传感器位于垂直于流水线的方向上，这样经过伺服电机驱动转盘旋转和推杆多次尝试，直到这两个光电传感器同时检测到信号，此时位姿基本正确。如待测样品是圆形及其他种不是直线段组成的外轮廓，则添加其他光电传感器辅助校正。

所述高速多角度光源控制系统由两个LED发光板和板上驱动控制电路组成。发光板大小视待测样品大小来定，一般取待测样品长度的三倍大小设计。本专利使用平面灯板是为了成本考虑，也可使用效果更好的半球罩的形状，可以获得更多角度的照明，对于部分缺陷的成像果会更好，同时也使更大倾角的检测成为可能。

进一步地所述灯板使用的灯珠为贴片型发光二级管，适应选用发光面较大，引脚小的小封装类型，这样可以提高后面发光角度控制的精度；同时发光面占比越大，单个点投光的均匀性越高。

所述灯板与普通灯板的区别在于添加了高速驱动控制电路，每颗灯可分时独立控制。先由恒流源IC驱动每颗灯珠，控制其开关或自由调节亮灭。然后16块驱动IC再由一块局域控制IC通过PWM信号驱动，最后每块局域控制IC再由一块灯板总控制IC由SPI线连接。这种嵌入式控制方案相比通用的总控制器直接驱动LED的形式相比具有控制数量多、抗干扰能力强、频闪频率高等优点。

对于单个LED来说，其关断时间不定，为了使其能够在不管多长的关断时间内都能瞬间点亮，需要对电路中的电容等元件进行涓流充电，以补偿漏电流。

为方便描述，将流水线运行方向定义为X轴方向，水平面垂直方向定义为Y轴，竖直方向定义为Z轴方向。

装置整体工作流程是待测样品先经过旋转校正台，校正位姿，使其位置居中并固定。然后以一定速度匀速通过检测工位，一边控制光源一边控制线扫相机不断采集图像。一次扫描完成后，滚轮倒转，将待测样品送回旋转校正台，旋转120度后，再次重复以上检测步骤，经过三次检测，样品滞留在下料台，等待工控计算机计算出检测结果后进行分选，合格的正常进入下一步工序，不合格的视缺陷类型、缺陷大小等参数分选至不同的NG品区。

本专利拟解决的一个重要问题是曲面的检测，单个相机只能从一个角度拍摄待检物，容易造成遮挡，被检物表面倾角和拍摄方向近似平行时，还会因强烈的侧视视角严重影响检测精度。本专利使用三次旋转的方法，相机倾斜30度，然后通过将被检物每次旋转120度，相当于三台相机从三个方向拍摄图像，有效解决了表面倾角问题，使成像质量得到改善。

检测反光表面的原理是利用反光表面满足的镜面反射定律，构造其反射模型，通过检验待测样品表面反射光线的强度和反射瓣的角度确定其缺陷类型。整体上可将缺陷分为两类，一类是引起光线漫反射光瓣比例增加的划伤、脏污、橘皮等缺陷，另一类是引起镜面反射峰发生偏转的凹凸点、崩边、粉刺等缺陷。以上缺陷均是普通光源难以检测的缺陷类型，常见的异色、logo印刷问题、尺寸偏差等缺陷常规方案可以检测，本专利合成的无反光图像也可以很好的检测，此类缺陷不作为本专利保护的内容。

本专利检测前需要先运行新产品导入软件，将人工检测合格的样品放入检测装置，此时先开启第一行LED灯，开始采集一行图像，然后采集第二行，采集第二行图像，直到LED灯板所有行全部点亮过一次，完成竖直方向的移动。此时比对每次采集图像上同一个像素点的数值大小，由于存在噪声，需要进行预平滑处理，最后求峰值处的图像序列号，即对应此时亮灯的LED行号。然后开启第一列LED，开始水平方向的移动，同理可求得每个像素点对应的LED列号，最后经过两次正交方向的移动可获得每个像素点对应镜面反射峰的LED位置，此处分析是利用了光路可逆的原理，换句话说，此LED发出的光可经过待检样品的反射被机相采集到。最后将电机编码器对应的位置和所有LED的位置保存下来记为

F(x,y)＝(a,b)

X为编码器位置，y为每次扫描图像的列坐标，(a,b)为LED在灯板上的位置。

这样，待检样品完成了一行的反射模型的的获取，此时运动台将待检样品微移一步，即一个采集图像中一个像素对应的距离，然后开始下一行模型的获取，直到整个待测样品被扫描完。扫描时间视灯板的LED数量决定，总的扫描时间为(LED灯板行数+列数)*正常检测时间。由于这里只是新产品的导入步骤，每种新产品只需要执行一次，与正常的检测时间无关联，因此在可接受的时间范围内可无需优化。

最后使光源生成水平方向分布的黑白条纹图案，求得边缘模糊带的宽度d，代表镜面反射瓣的大小。最后生成一幅全亮图案，逐渐调整每颗LED的亮度，使图像灰度值分布在245左右，记下此时LED亮度值l。

这种用实物实测获得待测样品反射模型的方法也可用CAD模型通过计算直接获得，通过计算机解析被测样品的CAD模型信息获得三维形貌信息，求导得曲率等信息，因此可直接分析出每个像素点对应的LED位置。这里使用CAD模型的方法可减小新产品导入的时间，更简便一些，但对设备安装精度要求较高；使用待测样品实测的方法可在用户不提供CAD模型的限定条件下使用，应用场景更广，因此两种方法都有一定的应用范围，具体用哪种应具体场景具体分析。

在正常检测流程中，待测样品每移动一步，需要拍摄两次图像，运动台的速度应设为正常运动速度的二分之一。先在旋转校正台上校正待测样品位姿，然后使待测样品匀速通过线扫检测工位，同时光源和相机开始工作，采集完一帧图像后，待测样品回退至旋转校正台，顺时针旋转120度，再次重复以上动作二次，最终获得三幅图像，等同于从待测样品周围的三个方向采集三幅图像。

具体地，在采集图像时，通过编码器输出的位置x，调取反射模型F(x,y)，生成对应亮灯信号，亮度调为为l,相机开始一次同步采集，然后将此时点亮的LED和其周围的在d/2宽度内的LED禁用，并全功率点亮其余所有LED灯，相机再启动一次同步采集。

线扫相机输出的是采集到的每一行拼接成的一幅图像序列，图像呈明暗交替状。按奇数行和偶数拆分成两幅图像，明亮的图像这里称作镜面反射图像，较暗的图像称为漫反射图像。用镜面反射图像减去漫反射图像得到差分图像，这幅差分图像即是最终输出的图像，进入下一步缺陷识别分类流程。

实施例

检测工位由线扫相机、FPGA控制板、工控计算机、两个灯板、伺服运动台组成。伺服运动台上设有治具，可限定待测样品，防止其移动。伺服运动台的控制信号由FPGA控制板输出，使其以期望的速度运动一定距离，此时线扫相机开始工作采集图像信息。为保证采样的准确性及检测速度，FPGA控制板会读取伺服运动台上的编码器信号，同时经过电子齿轮、电子凸轮等运算器输出给光源控制器、线扫相机的行触发端，这样即使运动台的运动速度出现微小扰动，也不会影响到曝光时间、扫描时间等参数，避免了曝光不匀、图像形变等问题的发生。

FPGA控制板采用Intel公司的Cyclone V Soc FPGA作为主控芯片，这个芯片属于混合结构，带有一块110K的可编程逻辑门的FPGA和ARM Cortex-A9双核处理器，板上设计有1GB(2*256M*16)DDR3SDRAM和8G FLASH、一个千兆以太网端口、一个SPI转CAN的接口和一个24V电源接口。FPGA主要运行实时控制程序，ARM处理器处理与工控计算机的交互程序，FPGA和ARM之间通信可以借助片上的高速总线，通过内存映射的方法实现高带宽实时数据交互。FPGA控制板工作流程是：第一步，工控计算机下发开始工作信号，ARM处理器通过网络访问数据库里存储的LED频闪序列信息以及扫描速度、LED亮度等配置参数，通过CAN总线向所有的LED控制板核心芯片发送相关频闪序列信息以亮度校正参数；第二步运行SPTA算法使伺服电机按规定加速度开始加速运动，直到达到最高运行速度；第三步读取编码器信息，将编码器的正交信号四倍频后，再经过电子齿轮，用差分信号向每个LED控制板、工业相机发送触发信号；第四步，当运动行程达到时，停止输出触发信号，以固定减速度使伺服电机停止运动。然后驱动伺服电机反向快速回退至旋转台，顺时针旋转120度后继续重复步骤一。

灯板按由上到下的层级关系分为总控制器、局域控制器、多路LED驱动器、LED灯珠四个层级。总控制器使用STM32F1系列微控制器实现，控制器通过CAN总线接收来自FPGA控制板上的配置信息，保存在本地的Flash里。频闪序列信息较大，需要获取每次拍摄时LED亮灭的信息，需要在检测前事先保存到灯板上，正常检测时，仅使用高频触发信号，这样避免了使用高速总线带来的成本增加问题。CAN通信时由于要传输大的数据包，一方面需要保证高的传输速率，另一方面确保传数数据的正确性，这里将数据打包成JSON格式，键名是触发的ID号，键值是此次触发需要点亮的LED坐标及CRC校验值，如果传输错误，灯控板以远程帧形式请求重新发送，最后再次校验总数量，保证无重复帧，无漏帧现象发生。

总控制器使用SPI协议与对应局域控制器通信。当收到触发信号后，依据对应触发信号的次数，调取flash保存的对应行的亮灯信息，再依次遍历每个LED。具体地，根据LED位置信息判断此LED属于哪块局域控制器，再通过SPI协议中的片选信号线拉低对应的局域控制器，写两个字节的位置坐标，第一个字节传输X坐标，第二个字节传输Y坐标。当写成功后，从机回应一个字节的状态标志，指示此坐标当前LED状态，确保和总控制器记录的状态一致。

局域控制器同样使用STM32微控制器实现，在局域控制器上通过通用GPIO端口模拟实现SPI从机，主控制器通过片选信号线实现对应从机的通信。当接收到主机的亮灯信号时，读取需要亮灯的LED编号，查找出所在区的LED驱动器编号，使能对应驱动器，然后通过PWM信号控制其亮度。

工控计算机负责图像的处理，本地建立一个TCP服务端，FPGA控制器上电后会自动连接此服务端，建立通信通道。当系统开始运行时，线扫相机配置成行触发模式，配置采集速度，曝光时间设为固定，工控计算机发出开始信号给FPGA控制板。然后等待线扫相机输出一帧图像，按图像序列的奇偶行拆分成两幅图像，将镜面反射图像减去漫反射图像得到最终图像。

Claims (7)

1.一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统，包括环绕待检样品放置的高速多角度光源控制系统、运动控制系统、线扫描图像采集系统和实时控制器，其特征在于：

所述的运动控制系统包括直线伺服运动台(2)及旋转校正台(1)，旋转校正台(1)位于直线伺服运动台(2)前方，直线伺服运动台(2)中间为线扫检测工位(3)；

所述的高速多角度光源控制系统包括第一光源(4)、第二光源(8)，第一光源(4)与第二光源(8)呈不同角度位于线扫检测工位(3)上方和前方；第一光源(4)、第二光源(8)由光源主控制器(7)控制，光源主控制器(7)控制位于第一光源(4)、第二光源(8)背面的区域控制器(6)，区域控制器(6)控制位于第一光源(4)、第二光源(8)背面的LED驱动器(5)；

所述的线扫描图像采集系统由线扫工业相机(9)、图像采集卡和工控计算机组成；

所述的高速多角度光源控制及线扫描图像采集系统安装在检测系统安装架(10)上，检测系统安装架(10)与的运动控制系统装配使用。

所述的实时控制器为Cyclone V Soc FPGA，负责高速多角度光源控制系统、运动控制系统及线扫描图像采集系统的实时控制，其内部的ARM处理器主要负责系统非实时性控制，搭载Linux系统上的应用程序将LED控制序列信息通过CAN总线发送至光源控制系统，另外使用TCP协议与图像采集系统通信，内部的FPGA核与ARM核之间用高速互联总线AXI进行数据传输，FPGA核负责实时控制，向运动控制系统发送脉冲指令并接收运动台上的编码器信息，解码后实时同步触发光源、相机完成图像采集。

2.根据权利要求1所述的一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统，其特征在于，所述的直线运动台负责运输待测样品均速通过线扫检测工位，与其同轴连接的运动台编码器将实时位置信息传输至实时控制器，旋转校正台上带有一定布局的光电检测开关，可识别到待测样品的位姿信息，通过伺服旋转台和伺服推杆使待测样品摆正到需要的位姿。

3.根据权利要求1所述的一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统，其特征在于，所述的旋转校正台(1)由旋转台、推杆、光电传感器、伺服电机及控制器组成，功能在于把待测样品校正位姿，旋转至需要的角度，旋转台上方放有多个光电传感器，其中至少两个光电传感器位于垂直于流水线的方向上，如待测样品是圆形及其他种不是直线段组成的外轮廓，则添加其他光电传感器辅助校正。

4.根据权利要求1所述的一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统，其特征在于，所述的光源由多块灯板组成，环绕分布在待测工件周围，每个灯板装有若干LED，灯板背面带有散热器和板载控制器，光源控制系统中设有三级控制器，总控制器负责接收配置信息，存储到本地Flash中，当收到实时触发信号后，将对应的亮灯信息通过SPI写入局域控制器中，局域控制器则输出PWM控制对应LED驱动器，使其输出预定的亮度，发光板大小视待测样品大小来定。

5.根据权利要求4所述的一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统，其特征在于，所述的灯板使用的灯珠为贴片型发光二级管，适应选用发光面较大，引脚小的小封装类型。

6.根据权利要求1所述的一种反光曲面的快速高精度外观质量检测系统，其特征在于，所述的图像采集系统包括线扫相机、图像采集卡和工控计算机，线扫相机倾斜30度安装，通过高速CoaXPress同轴线缆与图像采集卡连接，图像采集卡插在工控计算机的PCI_E插槽上。工控计算机与实时控制器使用网线连接，使用TCP协议传输数据。

7.一种反光曲面的快速高精度外观质量检测技术，其检测方法特征在于，包括以下步骤：

检测前对反光的曲面建立反射模型，如果有待测样品的CAD模型可以通过软件自动生成；如果不提供，则使用标准样品自主建模，具体流程为：

先将待测样品运送至第一个扫描位置，然后控制光源每次开启一行LED并采集一次图像，从第一行遍历至最后一行，完成竖直方向的采集。比较每次采集的图像同一像素点上的数值大小，求平滑后峰值的位置，即对应的LED行号a，同理再完成一次水平方向的采集，求出对应的LED列号b。这样经过两次正交方向的光源控制，根据LED行号和列号可得到一个LED的具体位置(a,b)，即从这颗LED发出的光，会被待测样品表面上的一点反射到相机上。按此方法求得这一扫描位置上其点像素点以其他扫描位置的反射信息，记为

F(x,y)＝(a,b)

x为扫描行数，y为每次描扫图像的列坐标，(a,b)为LED在灯板上的位置。

然后使光源生成水平方向分布的黑白条纹图案，求得边缘模糊带的宽度d，代表镜面反射瓣的大小，最后生成一幅全亮图案，逐渐调整每颗LED的亮度，使图像灰度值分布在245左右，记下此时LED亮度值l；

检测时，先在旋转校正台上校正待测样品位姿，然后使待测样品匀速通过线扫检测工位，同时光源和相机开始工作，采集完一帧图像后，待测样品回退至旋转校正台，顺时针旋转120度，再次重复以上动作二次，最终获得三幅图像，等同于从待测样品周围的三个方向采集三幅图像；

在采集图像时，通过编码器输出的位置x，调取反射模型F(x,y)，生成对应亮灯信号，亮度调为为l,相机开始一次同步采集称为镜面反射图像，然后将此时点亮的LED及其周围的d/2宽度内的LED禁用，并全功率点亮其余所有LED灯，相机再启动一次同步采集称为漫反射图像，两幅图像作差即为最终生成图像。

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