CN206787595U - 一种基于机器视觉的产品质量检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的产品质量检测设备，其特征在于，包括依次连接的图像采集模块、控制模块以及LED照明模块，所述LED照明模块包括光传感器，所述光传感器连接所述控制模块，并且用于将采集到的环境光线反馈到控制模块，所述LED照明模块包括日光源和多组有色光源，所述日光源和所述多组有色光源均连接所述控制模块，所述控制模块在环境光线的色温落在4500～5000k范围之外时控制所述日光源发亮；所述图像采集模块用于检测产品的颜色并且将检测到的颜色反馈到控制模块，所述控制模块根据产品的颜色控制与之对比度较高的有色光源发亮，使产品的边缘特征明显。

Description

一种基于机器视觉的产品质量检测设备

技术领域

本实用新型涉及自动化机械设备技术领域，更具体的说是涉及一种基于机器视觉的产品质量检测设备。

背景技术

现代工业中，许多产品(如电子与器件、五金器件零部件等)的生产在自动线上完成，各生产环节都涉及到产品的质量检测，一些企业投入大量人力，采用肉眼检测的方式来控制产品质量，但由于一些人为因素，产品质量难以保证。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于机器视觉的产品质量检测设备，通过LED照明模块提供有色光，使产品的边缘特征明显，从而可以降低后期图像处理算法的复杂度，提高设备的可靠性和稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种基于机器视觉的产品质量检测设备，包括依次连接的图像采集模块、控制模块以及LED照明模块，

所述LED照明模块包括光传感器，所述光传感器连接所述控制模块，并且用于将采集到的环境光线反馈到控制模块，所述LED照明模块包括日光源和多组有色光源，所述日光源和所述多组有色光源均连接所述控制模块，所述控制模块在环境光线的色温落在4500～5000k范围之外时控制所述日光源发亮；

所述图像采集模块用于检测产品的颜色并且将检测到的颜色反馈到控制模块，所述控制模块根据产品的颜色控制与之对比度较高的有色光源发亮，使产品的边缘特征明显。

作为一种可实施方式，多组所述有色光源均包括多个串联的LED灯，并且分别受一PWM调光模块控制；多个所述PWM调光模块均连接所述控制模块。

作为一种可实施方式，所述控制模块包括CD71061P芯片，所述CD71061P芯片的一个输出引脚通过一PWM调光模块连接所述日光源，所述CD71061P芯片的多个输出引脚分别通过一电阻连接多个所述PWM调光模块的输入端，多个所述PWM调光模块的输出端分别连接多组所述有色光源；

其中，多组所述有色光源之间并联，并且分别受一PWM调光模块控制可以调节亮度，所述日光源受一PWM调光模块控制可以调节亮度。

作为一种可实施方式，所述控制模块还包括彼此并联的第一电阻和第一电容，所述第一电阻和所述第一电容的一公共接点连接所述CD71061P芯片的RC端，所述第一电阻和所述第一电容的另一公共接点连接所述CD71061P芯片的V_SS端；

其中，所述第一电阻是可调电阻。

作为一种可实施方式，所述控制模块还包括环境光检测芯片和单片机，所述环境光检测芯片的输入端连接所述光传感器，所述环境光检测芯片的输出端连接第二电容、三极管以及继电器；

其中，所述第二电容的一端连接所述环境光检测芯片的输出端，另一端连接所述环境光检测芯片的V_SS端；所述三极管的基极连接所述环境光检测芯片的输出端，集电极连接所述环境光检测芯片的V_DD端，发射极连接所述环境光检测芯片的V_SS端；所述继电器和所述三极管并联，用于在环境光线的色温落在4500～5000k范围之外时向所述单片机反馈信号。

作为一种可实施方式，所述环境光检测芯片的V_DD端通过第一二极管反接电源。

作为一种可实施方式，所述单片机的一个输入引脚连接所述继电器，所述单片机的多个输出引脚分别连接所述CD71061P芯片的多个输入引脚；

所述单片机的V_SS端通过第三电容接地，所述单片机的V_DD端连接电源，并且所述单片机的V_SS端和V_DD端之间还连接第二二极管，其中，第二二极管的阴极连接所述单片机的V_DD端，阳极通过所述第三电容连接所述单片机的V_SS端。

作为一种可实施方式，所述CD71061P芯片的V_DD端通过第三二极管反接电源。

作为一种可实施方式，所述控制模块和所述LED照明模块由同一电源模块供电；所述电源模块包括依次连接的变压器、整流桥和稳压芯片；所述控制模块和所述LED照明模块均连接所述稳压芯片的输出端。

本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：

本实用新型提供了一种基于机器视觉的产品质量检测设备，可以先检测环境光线，并在确认测环境光线对检测产品的颜色存在较大影响时，提供色温落在4500～5000k的日光，排除环境光线对检测产品的颜色的影响，然后再根据产品的颜色提供相应的有色光源发亮，使产品的边缘特征明显。从而可以降低后期图像处理算法的复杂度，提高设备的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于机器视觉的产品质量检测设备的功能框图；

图2为本实用新型提供的基于机器视觉的产品质量检测设备的部分原理图；

图3为图2中LED照明模块的原理图；

图4为图2中控制模块的原理图。

图中：100、图像采集模块；200、控制模块；300、LED照明模块；400、电源模块。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。

参照图1，本实用新型提供了一种基于机器视觉的产品质量检测设备，包括依次连接的图像采集模块100、控制模块200以及LED照明模块300。这里，图像采集模块100的作用是，检测产品的颜色并且将检测到的颜色反馈到控制模块200，使控制模块200可以根据产品的颜色控制LED照明模块300中与之对比度较高的有色光发亮，使产品的边缘特征明显。需要注意的是，图像采集模块100是现有技术。

以下，再逐个介绍LED照明模块300和控制模块200。

实际上，在视觉检测系统中，最关键的部分是照明系统，照明系统的设计往往能够决定视觉检测系统的成败，照亮被测物体仅仅是照明系统一个方面作用，一个好的照明系统可以使得目标特征区域与背景区域得到最佳分离，提高目标区域与背景区域之间的变化，使边缘特征明显，以此降低图像处理算法复杂度，并可以有效提高系统测量精度，同时视觉检测系统的可靠性和稳定性得以保证。

为了使LED照明模块300中有与产品的颜色对比度较高的有色光，LED照明模块300包括多组有色光源，并且多组有色光源均连接控制模块200。

参照图2和图3，示出了LED照明模块300的原理图。图中，LED照明模块300包括日光源和多组有色光源，其中，1LED～8LED分别是一组有色光源，1LED是日光源。它们均连接控制模块200，具体是，它们均通过一PWM调光模块连接控制模块200。图中，IC5～IC13分别是一PWM控制芯片。而且多组有色光源和日光源均包括多个串联的LED灯。

实际上，根据需要检测的环境的范围大小，可以适当调整光线的亮度。这里的PWM调光模块就是起到了这样的作用。另外，采用多个串联的LED灯，可以使产品受光更加均匀。

结合图1，为了排除环境光对有色光的影响，可以利用控制模块200进行一个预判。具体是，先利用光传感器RG，来采集环境光线，并将采集到的环境光线反馈到控制模块200，如果控制模块200判断到环境光线的色温落在4500～5000k范围之外，控制日光源发亮。这样可以排除环境光的影响。然后，再根据产品的颜色提供相应的有色光源发亮，使产品的边缘特征明显。从而可以降低后期图像处理算法的复杂度，提高设备的可靠性和稳定性。图中，光传感器RG是连接控制模块200的。

参照图2和图4，与LED照明模块300相配合的，控制模块200包括CD71061P芯片IC4，CD71061P芯片IC4的一个输出引脚通过一PWM调光模块连接日光源，CD71061P芯片IC4的多个输出引脚分别通过一电阻连接多个PWM调光模块的输入端，多个PWM调光模块的输出端分别连接多组有色光源；其中，多组有色光源之间并联，并且分别受一PWM调光模块控制可以调节亮度，日光源受一PWM调光模块控制可以调节亮度。这里，使用了一块CD71061P芯片IC4控制调光模块，实现并行控制。并且其中，在CD71061P芯片IC4的VDD端，通过了第三二极管VD3与电源反向连接，可以防串电。与此同时，CD71061P芯片IC4的RC端还连接了第一电阻R1和第一电容C1，具体是，第一电阻R1和第一电容C1的一公共接点连接CD71061P芯片IC4的RC端，第一电阻R1和第一电容C1的另一公共接点连接CD71061P芯片IC4的VSS端；其中，第一电阻R1是可调电阻。这里，构成了RC电路，可以给CD71061P芯片IC4提供缓冲。尤其是采用了可调电阻，增加了可以缓冲的余度。

除此之外，控制模块200还包括环境光检测芯片IC2和单片机IC3，环境光检测芯片IC2的输入端连接光传感器RG，环境光检测芯片IC2的输出端连接第二电容C2、三极管T以及继电器K；具体的连接关系是，第二电容C2的一端连接环境光检测芯片IC2的输出端，另一端连接环境光检测芯片IC2的VSS端；三极管T的基极连接环境光检测芯片IC2的输出端，集电极连接环境光检测芯片IC2的VDD端，发射极连接环境光检测芯片IC2的VSS端；继电器K和三极管T并联，用于在环境光线的色温落在4500～5000k范围之外时向单片机IC3反馈信号。这里，采用了一个非常特殊的反馈方式。例如，在环境光线的色温落在4500～5000k范围之外时环境光检测芯片IC2控制继电器K闭合，继电器K的开关信号给到单片机IC3。之所以称之为特殊，是因为继电器的开关动作是一个相对较大的动作，在断开的状态下，信号时不会传到单片机IC3的，在闭合的状态下，是一定会传到单片机IC3的。所以，这种反馈方式具有非常好的稳定性。不想普通硬件上的连接。

与之相应的，为了和继电器K配合，单片机IC3的一个输入引脚连接继电器K，单片机IC3的多个输出引脚分别连接CD71061P芯片IC4的多个输入引脚；单片机IC3的VSS端通过第三电容C3接地，单片机IC3的VDD端连接电源，并且单片机IC3的VSS端和VDD端之间还连接第二二极管VD2，其中，第二二极管VD2的阴极连接单片机IC3的VDD端，阳极通过第三电容C3连接单片机IC3的VSS端。除此之外，跟CD71061P芯片IC4相类似的，环境光检测芯片IC2的VDD端通过第一二极管VD1反接电源，可以防串电。

除此之外，为了能使控制模块200和LED照明模块300能够更加稳定地进行工作，使控制模块200和LED照明模块300由同一电源模块400供电；电源模块400包括依次连接的变压器T1、整流桥UR和稳压芯片IC1；控制模块200和LED照明模块300均连接稳压芯片IC1的输出端。相应的，控制模块200和LED照明模块300内的所有器件，都是在稳压芯片IC1的输出端取电的。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于机器视觉的产品质量检测设备，其特征在于，包括依次连接的图像采集模块(100)、控制模块(200)以及LED照明模块(300)，

所述LED照明模块(300)包括光传感器，所述光传感器连接所述控制模块(200)，并且用于将采集到的环境光线反馈到控制模块(200)，所述LED照明模块(300)包括日光源和多组有色光源，所述日光源和所述多组有色光源均连接所述控制模块(200)，所述控制模块(200)在环境光线的色温落在4500～5000k范围之外时控制所述日光源发亮；

所述图像采集模块(100)用于检测产品的颜色并且将检测到的颜色反馈到控制模块(200)，所述控制模块(200)根据产品的颜色控制与之对比度较高的有色光源发亮，使产品的边缘特征明显。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的产品质量检测设备，其特征在于，多组所述有色光源均包括多个串联的LED灯，并且分别受一PWM调光模块控制；多个所述PWM调光模块均连接所述控制模块(200)。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的产品质量检测设备，其特征在于，所述控制模块(200)包括CD71061P芯片，所述CD71061P芯片的一个输出引脚通过一PWM调光模块连接所述日光源，所述CD71061P芯片的多个输出引脚分别通过一电阻连接多个所述PWM调光模块的输入端，多个所述PWM调光模块的输出端分别连接多组所述有色光源；

其中，多组所述有色光源之间并联，并且分别受一PWM调光模块控制可以调节亮度，所述日光源受一PWM调光模块控制可以调节亮度。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的产品质量检测设备，其特征在于，所述控制模块(200)还包括彼此并联的第一电阻和第一电容，所述第一电阻和所述第一电容的一公共接点连接所述CD71061P芯片的RC端，所述第一电阻和所述第一电容的另一公共接点连接所述CD71061P芯片的VSS端；

其中，所述第一电阻是可调电阻。

5.根据权利要求3所述的基于机器视觉的产品质量检测设备，其特征在于，所述控制模块(200)还包括环境光检测芯片和单片机，所述环境光检测芯片的输入端连接所述光传感器，所述环境光检测芯片的输出端连接第二电容、三极管以及继电器；

其中，所述第二电容的一端连接所述环境光检测芯片的输出端，另一端连接所述环境光检测芯片的VSS端；所述三极管的基极连接所述环境光检测芯片的输出端，集电极连接所述环境光检测芯片的VDD端，发射极连接所述环境光检测芯片的VSS端；所述继电器和所述三极管并联，用于在环境光线的色温落在4500～5000k范围之外时向所述单片机反馈信号。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的产品质量检测设备，其特征在于，所述环境光检测芯片的VDD端通过第一二极管反接电源。

7.根据权利要求5所述的基于机器视觉的产品质量检测设备，其特征在于，所述单片机的一个输入引脚连接所述继电器，所述单片机的多个输出引脚分别连接所述CD71061P芯片的多个输入引脚；

所述单片机的VSS端通过第三电容接地，所述单片机的VDD端连接电源，并且所述单片机的VSS端和VDD端之间还连接第二二极管，其中，第二二极管的阴极连接所述单片机的VDD端，阳极通过所述第三电容连接所述单片机的VSS端。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的基于机器视觉的产品质量检测设备，其特征在于，所述CD71061P芯片的VDD端通过第三二极管反接电源。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的基于机器视觉的产品质量检测设备，所述控制模块(200)和所述LED照明模块(300)由同一电源模块(400)供电；所述电源模块(400)包括依次连接的变压器、整流桥和稳压芯片；所述控制模块(200)和所述LED照明模块(300)均连接所述稳压芯片的输出端。