CN206960380U - 一种圆柱体形状产品的图像采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及图像采集技术领域，具体涉及一种基于机器视觉检测技术的图像采集装置。所述图像采集装置，设于产品生产线上，主要包括图像采集单元以及控制单元。图像采集单元包括支架、支架上的半弧环形光源及光源固定器、相机和镜头以及支架环。控制单元包括托台、旋转器以及机械手，旋转器用于控制托台旋转以驱动圆柱体产品转动，机械手用于将产品从生产线上放置到托台上或等产品图像采集完后将产品从托台上抓取产品放置到生产线上。本实用新型采用单工位完成了圆柱体形状制品的图像采集，此图像采集装置安装简单、成本低，不仅保证了图像采集光照，而且光照更加均匀，提升了采集质量，同时此图像采集装置可调节光源的数量和/或角度来解决不同以圆柱体形状为基础而有所变化的各种形状的制品，也可以用于其它产品的图像采集，用途广泛。

Description

一种圆柱体形状产品的图像采集装置

技术领域

本实用新型涉及图像采集技术领域，具体涉及一种基于机器视觉检测技术的图像采集装置及采集方法。

背景技术

基于机器视觉的表面检测技术具有可在各种恶劣生产环境下长时间不间断工作、检测精度高及降低成本等优点应用在各行各业，如饮料行业的容量检测和外包装检测、汽车行业的装配检测、纺织行业的布匹瑕疵检测等。其中，图像采集是基于机器视觉检测技术的基础。如所述的饮料容量检测，饮料容器形状大多为透明、半透明或不透明圆柱体或以圆柱体为基体的制品，日常生活中有大量圆柱体或基于圆柱体形状产品，在应用基于机器视觉的表面检测技术对这类产品进行表面缺陷检测时图像采集容易出现光照不均匀或采集图像有盲区等问题。因此，针对此现象建立一种图像采集装置与采集方法是有实际应用意义的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述基于圆柱体形状产品在应用机器视觉检测系统中的图像采集问题提供一种图像采集装置与方法。

为了解决上述问题，本实用新型采用了如下技术方案：

一种圆柱体形状产品的图像采集装置，设于产品生产线上，包括圆柱体产品、图像采集单元以及控制单元，所述的圆柱体产品为外形是基于圆柱体的产品，

所述图像采集单元包括支架、支架上的光源及光源固定器、相机和镜头以及支架环；所述光源为半弧环形光源，固定在所述光源固定器上，所述光源固定器安装在支架上，用于固定所述光源，所述相机与镜头安装在一起，所述相机安装在支架上，所述支架用于固定所述相机、光源固定器，所述支架上设有支架环，用于调节所述光源固定器的角度以及相机和/或光源与待采集产品之间的距离；

所述控制单元包括托台、旋转器以及机械手，所述托台固定在所述旋转器上面，用于放置所述圆柱体产品，所述旋转器用于控制所述托台旋转，所述机械手用于将所述产品从生产线上放置到所述托台上或等所述产品图像采集完后将所述产品从所述托台上抓取所述产品放置到生产线上；

进一步的，所述相机为用于机器视觉的工业面阵相机。

进一步的，所述镜头为工业镜头。

进一步的，所述半弧环形光源为LED光源，所述半弧环形光源光源角度为0°～90°，所述半弧环形光源的颜色为白色、红色或蓝色。

进一步的，所述托台为圆形平板。

进一步的，所述旋转器为步进电机。

本实用新型还提供了一种圆柱体形状产品的图像采集方法，使用如上所述的圆柱体形状产品的图像采集装置采集所述产品的图像，设置所述相机的采集频率为f，每个表面积为S的所述产品采集次数为T，每次采集的所述产品表面积为S0，满足T*S0≥S，当所述机械手抓取第N个产品放置在所述托台上时，所述相机拍摄图像N1，之后所述旋转器驱动所述托台绕中心轴旋转mα角度后，所述相机拍摄图像Nm，其中，m＝1，2，…n，n为设定的拍摄次数，α为设定的旋转角度，直至拍摄图像Nm后完成采集，所述机械手将所述产品抓取放置到所述生产线上进行后续的生产操作，然后重复以上步骤进行下一个产品的图像采集。

通过上述技术方案，本实用新型的效果为：

1)本实用新型采用单工位完成了圆柱体形状制品的图像采集，此图像采集装置安装简单、成本低；

2)本实用新型采用半弧环形光源，不仅保证了图像采集光照，而且光照更加均匀，提升了采集质量；

3)本实用新型对不同类型的圆柱体制品，可调节光源的数量和/或角度来解决不同以圆柱体形状为基础而有所变化的各种形状的制品，并且此图像采集装置中的支架也可以用于其它产品的图像采集；

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型提供的一种圆柱体产品的图像采集装置结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种圆柱体产品的图像采集装置的支架正面结构示意图；

图3为本实用新型提供的产品旋转控制单元结构示意图；

图中各部分名称及序号如下：

1为相机，2为相机数据线，3为光源，4为光源固定器，5为支架竖直段，6为支架底端，7为支架环， 8为支架光源固定器连接器，9为圆柱体产品，10为生产线，11为托台，12为旋转器，13为机械手，14 为支架水平段，15为支架相机固定段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明本实用新型。

如图1所示，一种圆柱体形状产品的图像采集装置，设于产品生产线上，有圆柱体产品、图像采集单元以及控制单元三个部分。图像采集单元包括相机1、光源3、光源固定器4和如图2所示的支架。其中，相机1固定在支架上，光源1固定在光源固定器4上，支架上的各个分段以及光源固定器4与支架之间用支架环连接，用于光源固定器的角度以及相机和/或光源与待采集产品之间的距离。如图3所示的控制单元包括机械手13、托台11和旋转器12，旋转器12与托台11固定，用于驱动放置在托台11上的产品9转动。机械手13用于将产品从生产线上放置到托台上或等产品图像采集完后将产品从托台上抓取产品放置到生产线上。

所述的相机1为用于机器视觉的工业面阵相机，安装在支架上，通过调节支架环7和支架相机固定段 15可适用于不同外形的工业相机；

所述光源3为半弧环形光源为LED光源，光源3的角度为0°～90°，光源3的颜色为白色、红色或蓝色。光源3安装在光源固定器4上，通过调节支架光源固定器连接器8和支架环7来调节光源的位置与角度。

本实施例的工作过程如下：

设置所述相机1的采集频率为f，每个表面积为S的产品1采集次数为T，每次采集的产品1表面积为S0，满足T*S0≥S，当所述机械手13抓取第N个产品放置在所述托台11上时，所述相机1拍摄图像 N1，之后所述旋转器12驱动所述托台11绕中心轴旋转mα角度后，所述相机1拍摄图像Nm，其中， m＝1，2，…n，n为设定的拍摄次数，α为设定的旋转角度，直至拍摄图像Nm后完成采集，机械手13将产品9抓取放置到生产线10上进行后续的生产操作，然后重复以上步骤进行下一个产品的图像采集；

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种圆柱体形状产品的图像采集装置，设于产品生产线上，包括圆柱体产品、图像采集单元以及控制单元，所述的圆柱体产品为外形是基于圆柱体的产品，其特征在于：

所述图像采集单元包括支架、支架上的光源及光源固定器、相机和镜头以及支架环；所述光源为半弧环形光源，固定在光源固定器上，所述光源固定器安装在支架上，所述相机与镜头安装在一起，所述相机安装在支架上，所述支架用于固定所述相机、光源固定器，所述支架上设有支架环；

所述控制单元包括托台、旋转器以及机械手，所述托台固定在所述旋转器上面，所述旋转器用于控制托台旋转，所述机械手用于将产品从生产线上放置到托台上或等产品图像采集完后将产品从托台上抓取产品放置到生产线上。

2.根据权利要求1所述的圆柱体形状产品的图像采集装置，其特征在于：所述相机为用于机器视觉的工业面阵相机。

3.根据权利要求1所述的圆柱体形状产品的图像采集装置，其特征在于：所述镜头为工业镜头。

4.根据权利要求1所述的圆柱体形状产品的图像采集装置，其特征在于：所述半弧环形光源为LED光源，所述半弧环形光源光源角度为0°～90°，所述半弧环形光源的颜色为白色、红色或蓝色。

5.根据权利要求1所述的圆柱体形状产品的图像采集装置，其特征在于：所述托台为圆形平板。

6.根据权利要求1所述的圆柱体形状产品的图像采集装置，其特征在于：所述旋转器为步进电机。