CN116744115A - 一种线缆全角度及自动变焦的图像采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线缆全角度及自动变焦的图像采集装置，属于线缆缺陷检测设备领域，本发明由控制单元、遮光壳体、图像采集单元、打光单元等组成。控制单元包含控制图像采集装置内部工业相机前后移动的硬件设备及其控制程序；遮光壳体内部主要布置了固定工业相机、用于工业相机运动控制的伺服电机；图像采集单元主要包括工业相机、镜头，图像采集单元以360度环绕方式对线缆进行全角度拍摄。打光单元由定制的环形LED无影光源及控制光源间距大小的滑轨装置组成。本发明解决了线缆生产过程中对线缆缺陷进行检测时线缆全角度图像采集问题。
Description
技术领域
本发明涉及线缆缺陷检测设备领域，尤其涉及一种线缆全角度及自动变焦的图像采集装置。
背景技术
目前在线缆生产制造行业，线缆产品的缺陷检测主要依靠人工来完成，仅仅依靠人工来进行产品的表面缺陷检测，存在人工检测效率低、成本高、数据难以保存等问题。
当前，人工智能机器视觉技术已开始应用在线缆的质量检测领域。然而，线缆质量检测领域，线缆的质量缺陷检测设备，每种产品采用了不同的打光和图像采集方案，而其打光和图像采集方案通常与自身的硬件设备和缺陷检测算法具有强耦合性，目前业内相对缺乏一种通用性较强、耦合性较低的线缆全角度成像及图像采集装置，应用在线缆质量检测领域。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种线缆全角度及自动变焦的图像采集装置，解决利用人工智能机器视觉技术进行线缆质量缺陷检测过程中的图像采集问题，提高线缆生产过程中的产生的各种缺陷的检出率，有效提高线缆生产质量。
本发明的技术方案是：
一种线缆全角度及自动变焦的图像采集装置，包括：图像采集单元、控制单元、遮光壳体、打光单元。图像采集单元、控制单元、打光单元均设置在遮光壳体中。
图像采集单元主要包括工业相机、镜头及对应的运动部件伺服电机和丝杆，图像采集单元以360度环绕方式对线缆进行前角度拍摄，可以基于伺服电机及丝杆装置前后移动，以改变工业相机的对焦距离，适应不同线缆的直径。
控制单元，用来控制图像采集单元的工业相机前后移动。
遮光壳体，是由内部采用防反光处理的一个壳体，遮光壳体前后两侧面中部开设有让线缆通过的通孔。
打光单元主要包括环形LED光源及支持其间距移动的滑轨装置；环形LED光源的外侧，沿线缆通过的方向设有遮光罩；主要作用是保障线缆穿过图像采集装置过程中的均匀打光。前述相机安装在遮光罩上，在相机遮光罩上设有通孔，相机的镜头从通孔中深入到遮光罩中，
本发明整体采用了开合式设计，在侧面各预留了圆孔，保障图像采集设备可在线缆产线上随时上下线。
进一步的，
所述图像采集单元是布置于线缆图像采集位置的360度环绕的面阵工业相机和工业镜头，工业相机的拍摄平面与线缆方向垂直。
工业相机及镜头通过伺服电机、丝杆及其他固定结构件，可由控制单元驱动伺服电机带动工业相机沿线缆垂直方向移动，调整工业相机及镜头的工作距离，保证能够拍摄到合适大小的视野和清晰的图像。
遮光罩的直径满足相机运动至最远端的拍摄要求，即相机运动至最远端时，相机镜头恰好在遮光罩开孔内部。
遮光壳体设计为开合式设计，包括铰接在一起的上半部分和下半部分，所述遮光壳体两个侧面的通孔的轴心线重合；通孔的上下半圆分别位于上半部分和下半部分。
环形LED光源的外侧，沿线缆的方向设置遮光罩，主要目的是防止内部固定工业相机、光源的结构件影响工业相机的拍摄效果。遮光罩设计为可伸缩结构，由中间和两侧部分组成，中间和两侧部分为圆筒形结构，以圆筒切面的圆作为基准，分为上下两个部分，上半部分固定在遮光壳体的上部，下半部分固定在遮光壳体的下部。两侧部分的直径较中间部分，其直径恰好将中间部分套住，且没有留有缝隙。
两侧部分之间设置有导杆，用以控制两侧部分之间的距离；在遮光罩伸缩过程中，中间部分并不移动，仅是两侧部分移动；中间部分内侧表面做防反光处理。
遮光壳体外侧布置手动摇杆，用于调节遮光罩的伸缩。
所述遮光壳体体两侧沿线缆方向设置的开孔大小应保障不剐蹭线缆。
所述打光单元，采用环形LED光源沿线缆方向垂直布置，线缆穿过环形光源，保证线缆表面的打光均匀。环形LED光源设计为两个半圆形光源，使得环形光源可从侧面开合，保证线缆能够从环形LED光源侧面进入。环形LED光源采用固定装置固定在滑轨上，通过滑轨可调节LED环形光源的间距，以保证不同直径的线缆的打光效果最优。
环形LED光源的两个半圆形光源，分别固定于遮光壳体的上下2个部分，当遮光壳体开合时，会同时带动定制环形LED光源的上下两个半圆开合。
环形LED光源之间可利用遮光罩的伸缩来调节环形LED光源之间的间距。
本发明的有益效果是
1)自动开合设计，支持线缆质量检测设备的随上随下，方面用户的使用。
2)图像采集装置支持上下移动，适应不同产线线缆的高度需求。
3)工业相机360度环绕设置，支持工业相机的前后移动，自动调整相机的焦距，从而保证不同直径的线缆都可以拍到清晰的图像。
4)支持工业相机前后移动、支撑导轮的上下升降、图像采集装置的升降和前后移动，自动化程度高，更加方便用户的使用。
附图说明
图1是本发明的外部结构示意图；
图2是本发明的内部结构示意图；
图3是本发明的工业相机工作结构示意图；
图4是本发明的光源间距调节结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种线缆全角度及自动变焦的图像采集装置，包括遮光壳体1、打光单元、图像采集单元3。
遮光壳体1为了开合式设计，分为上下两个部分，上半部分11和下半部分12，上半部分和下半部分可以以一侧为轴自动打开，方便设备随时上下线。遮光壳体1两侧各开一圆孔，开孔的上下半圆分别位于图像采集上半部分11和下半部分12。
如图2所示，遮光壳体1内部布设遮光罩21，遮光罩21分为3个部分，中间部分为长度一定的圆筒体，内侧表面做防反光处理，分为上下两个半圆形圆筒体，上半部分固定于遮光壳体1的上半部分11，下半部分固定于遮光壳体1的下半部分12。遮光罩21两侧部分，为内径比中间部分略大的圆筒体，恰好套入中间圆筒体内部，遮光罩21的部分就组成了一个可伸缩的结构，并作为两个环形光源间距可调节的结构支撑。遮光罩21的两侧部分，同样分为上下两个部分，分别固定于遮光壳体的上下两部分。遮光罩21通过进给机构固定在固定于遮光壳体1上。
打光单元包括内部布设两套环形LED无影光源22，环形LED光源22的上半部分固定在遮光壳体1的上半部分，下半部分固定在遮光壳体1的下半部分。两套环形LED光源间距可调节。
如图4所示，在遮光壳体1外侧设置手动摇杆23，要操作手动摇杆23时，带动进给机构来控制遮光罩21的伸缩，同时也调节两套环形LED光源22之间的间距。
如图3所示，图像采集单元3设置在遮光罩21外侧，包括3部工业相机、工业镜头、伺服电机及丝杆等设备。3部工业相机以120度环绕线缆圆周布设，一部垂直于图像采集装置遮光壳体底面，由底向上拍摄线缆。另外两部布设在上方，分别与下面一部呈120度分布。为了不影响工业相机的拍摄视野，遮光罩21圆筒体的直径需满足工业相机运动至最远端的拍摄要求，即工业相机运动至最远端时，工业镜头恰好在遮光罩开孔内部。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种线缆全角度及自动变焦的图像采集装置，其特征在于，
包括：图像采集单元、控制单元、遮光壳体、打光单元
图像采集单元、控制单元、打光单元均设置在遮光壳体中；
其中，
图像采集单元，用来采集待检测线缆的图像用于缺陷分析；包括360度环绕设置的相机；
控制单元，用来控制图像采集单元的工业相机前后移动；
遮光壳体，是由内部采用防反光处理的一个壳体；遮光壳体前后两侧面中部开设有让线缆通过的通孔；
打光单元，包括环形LED光源；环形LED光源的外侧，沿线缆通过的方向设有遮光罩；前述相机安装在遮光罩上，在相机遮光罩上设有通孔，相机的镜头从通孔中深入到遮光罩中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
相机通过伺服电机和丝杆，控制其在遮光罩上的通孔中前进或后退，以调整相机工作距离；
遮光罩的直径满足相机运动至最远端的拍摄要求，即相机运动至最远端时，相机镜头恰好在遮光罩开孔内部。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
所述遮光壳体设计为开合式设计，包括上半部分和下半部分；所述遮光壳体两个侧面通孔的轴心线重合；通孔的上下半圆分别位于上半部分和下半部分。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
环形LED光源设为两个半圆形光源，分别固定于遮光壳体的上下两个部分，当遮光壳体开合时，会同时带动定制的LED光源的上下两个半圆开合；环形LED光源轴心与遮光壳体上通孔的轴心线重合。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
遮光罩由中间圆筒和两侧圆筒组成，以圆筒切面的圆作为基准，分为上下两个部分，分别固定在遮光壳体的上半部分和下半部分；两侧圆筒的内径与中间圆筒外径大小一致。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
两侧圆筒之间设置有导杆，用以控制两侧圆筒之间的距离；在遮光罩伸缩过程中，中间部分并不移动，仅是两侧部分移动；中间圆筒内侧表面做防反光处理。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
遮光壳体外侧布置手动摇杆，用于调节遮光罩进行伸缩。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，
所述环形LED光源之间利用遮光罩的伸缩来调节环形LED光源之间的间距。
9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
遮光壳体两侧的开孔处还设有用于支撑线缆的导轮。
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|---|---|---|---|
| CN202310697787.0A CN116744115A (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 一种线缆全角度及自动变焦的图像采集装置 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118032656A (zh) * | 2024-02-05 | 2024-05-14 | 杭州迅效自动化科技有限公司 | 一种线缆和管材外观缺陷检测设备及使用方法 |
| CN118501061A (zh) * | 2024-07-17 | 2024-08-16 | 武汉科美达智能新技术有限公司 | 一种金属线材在线检测系统及方法 |
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2023
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