CN208238727U - 一种测量家居板尺寸的机器视觉装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种测量家居板尺寸的机器视觉装置。所述测量家居板尺寸的机器视觉装置包括：控制设备；与控制设备连接的传送带，用于传送待测量的家居板；与传送带连接的光栅编码器，用于实时监测待测量家居板的传输速度并向线扫描相机发送采样脉冲；与所述控制设备连接的线性聚焦光源，用于为检测所需的成像提供照明；与所述控制设备连接的线扫描相机，用于获取所述待测量家居板的数字图像。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化检测技术领域，具体而言，涉及一种测量家居板尺寸的机器视觉装置。
背景技术
家居板几何尺寸的测量是其生产过程和质量控制的重要环节。迄今为止，家居板的长、宽、孔、槽的尺寸和位置测量主要由人工使用游标卡尺、卷尺等接触式测量工具完成，主观因素影响大、精度低、速度慢，难于实现大规模、高速度在线检测。
封维忠等2008年发表“板材尺寸自动检测仪的研究”一文，提出了一种基于线性CCD和计算机的木材板材头尾宽度和长度的自动测量仪，但该仪器不能排除颜色等的干扰，尚未达到行业标准要求的精度。2016年章震华等的实用新型专利“板材检测法”(CN105674885A)和“多功能板材检测装置”(CN105526869A),提出了基于检测平台、滑尺和百分表的组合装置、由人工检测板材宽度、长度、厚度、垂直度和平整度的方法。这种方法和装置属于接触式人工测量，速度和精度比较低。2017年4月，李雪娇等发表了“基于机器视觉的大型零件尺寸测量技术”一文，提出了大型零件的多图像拼接算法和基于边缘检测的零件尺寸算法，但没有涉及成像技术，不适用于孔和槽的位置和几何尺寸的机器视觉测量。2017年5月，谢俊等人发表了“基于机器视觉的二维尺寸测量”一文，提出用LED光、CMOS 面阵相机和计算机构成机器视觉系统测量环形零件中心孔内径的方法，但该方法只适用于单一的环形零件，且LED照明不能排除颜色、纹理、图案和表面缺陷等的干扰因素。
传统的家居板的长、宽、孔、槽尺寸主要通过手工操作、机械仪表和超声波技术检测。手工操作容易受到个人经验和主观因素影响、成本高、精度低、速度慢。机械仪表通常为接触式检测，操作慢、接触力大小影响检测的精度。超声波检测的精度低，容易受到木材纹理和湿度等的影响。
迄今为止，相关的专利和论文均没有涉及利用线性聚焦光源和线扫描相机成像、检测家居板几何尺寸的机器视觉装置。由于家居板表面的颜色、纹理、图案、标识和表面缺陷的干扰，现有的机器视觉装置获取的家居板图像对比度低、噪音大，孔、槽等几何要素无法准确地分割、识别和测量。目前，各种家居板的几何尺寸测量仍然停留在手工阶段、无法用机器视觉技术完成，满足不了高速在线检测和全面检测的要求。
本申请实施例采用线性聚焦光源和线扫描相机成像技术排除了颜色、纹理、图案、标识和表面缺陷等对家居板尺寸检测的干扰，提高了几何要素的图像对比度和轮廓清晰度，提供了一种非接触地高速度、高精度地测量家居板几何尺寸的机器视觉装置。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种测量家居板尺寸的机器视觉装置。包括：
控制设备，用于控制装置检测的速度并处理图像数据；
与所述控制设备连接的传送带，用于传送待测量的家居板；
与所述传送带连接的光栅编码器，用于监测待检测家居板的传送速度并根据其速度变化向线扫描相机发送采样脉冲；
与所述传送带连接的线性聚焦光源，用于为待测量家居板提供成像所需的照明；
与所述控制设备和光栅编码器连接的线扫描相机，用于获取所述待测量家居板的数字图像；
使用时，所述传送带以稳定的速度输送待测量的家居板，所述线性聚焦光源照射待测量家居板，所述线扫描相机在所述线性聚焦光源照射下按照编码器发出的采样脉冲获取所述待测量家居板的数字图像，并将所述图像数据发送给所述控制设备处理，所述控制设备根据待测家居板的长短控制家居板的投放节奏并处理所述线扫描相机发送的数字图像、计算家居板的尺寸。
可选地，所述传送带可以扩展为联合设置的第一传送带及第二传送带，所述第一传送带与第二传送带之间设置有下表面成像缝隙；检测时，所述待测量家居板从所述第一传送带通过所述下表面成像缝隙移动到所述第二传送带；
所述线扫描相机和所述线性聚焦光源可以扩展为设置在所述传送带上方的上表面成像单元和设置在所述传送带下方的下表面成像单元；在上、下两个成像单元中，线扫描相机和线性聚焦光源的相互位置、以及它们相对于传送带的位置关系为：所述线扫描相机以预设的倾斜角度安装在传送带上方或下方，其成像线垂直于传送带的运动方向，以及所述线性聚焦光源的照射线与带传送带的运动方向垂直、并以一定的倾斜角度照射到被检测家居板的上表面；所述上表面成像单元用于采集所述待测量家居板的上表面图像，所述下表面成像单元用于采集所述待测量家居板的下表面图像。
通过设置上、下成像单元，可以一次性地获取家居板上、下表面的图像，减少本机器视觉装置的占地空间、提高检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的测量家居板上表面尺寸的机器视觉装置的示意图。
图2为本实用新型另一实施例提供的同时测量家居板上、下表面尺寸的机器视觉装置的示意图。
图标：10-测量家居板尺寸的机器视觉装置；100-控制设备；200-线性聚焦光源；210-第一线性聚焦光源；220-第二线性聚焦光源；300-线扫描相机；310-第一线扫描相机；320-第二线扫描相机；400-传送带；410-第一传送带；420-第二传送带；500-光栅编码器；510-第一光栅编码器；20-待测量家居板。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项。因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对的重要性。
本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是所述实用新型产品使用时惯常拜访的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能解释为本实用新型的限制。
本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
图1为本实用新型实施例提供的测量家居板尺寸的机器视觉装置10的结构示意图，包括：控制设备100、线性聚焦光源200、线扫描相机300、传送带400、光栅编码器500。
所述传送带400与控制设备100连接，用于传送待测量家居板20；
所述光栅编码器500紧压在传送带400的上表面并与线扫描相机300 连接，用于实时监测待测量家居板20的传输速度并根据其速度变化向线扫描相机300发送采样脉冲；
所述线性聚焦光源200与所述传送带400连接，用于为待测量家居板 20提供光照；
所述线扫描相机300与所述传送带400和所述控制设备100连接，用于获取所述待测量家居板20的图像数据。
使用时，所述传送带400以预设的速度输送待测量家居板20，所述光栅编码器500实时监测待测量家居板20的传输速度并向线扫描相机300发送采样脉冲；所述线性聚焦光源200照射待测量家居板20，所述线扫描相机300在所述线性聚焦光源200的照射下按照光栅编码器500发出的脉冲获取所述待测量家居板20的数字图像，并将所述图像数据发送给所述控制设备100处理。
本实施例中，所述传送带400以预设速度水平传输所述待测量家居板 20；所述光栅编码器500的测量轮紧贴安装在传送带的上表面，所述光栅编码器500测量轮的转动线速度与所述传送带的线速度一致；所述线扫描相机300安装在所述传送带的上方，所述线扫描相机300与所述传送带400 的上表面设置第一预留距离；所述线性聚焦光源200安装在所述传送带的上方，所述线性聚焦光源200与所述传送带400的上表面设置第二预留距离，所述第二预留距离不小于所述待测量家居板20的厚度。
本领域的技术人员可以按照需求设置所述预设速度。
本实施例中，所述光栅编码器500的测量轮紧贴所述传送带的上表面，所述传送带400无滑移地带动所述光栅编码器500的测量轮转动，所述光栅编码器500发出的脉冲发送到所述线扫描相机并激发其采样。
进一步地，所述线性聚焦光源200和线线扫描相机300相对于待测量家居板20所在平面以一定的倾斜角度安装。
本实施例中，所述线扫描相机300以预设的倾斜角度安装在传送带400 上方，其成像线垂直于传送带的运动方向。
进一步地，所述线性聚焦光源200的照射线和线扫描相机300的扫描线垂直于传送带400的运动方向并且相交于待测量家居板20的上表面。
本实施例中，所述线性聚焦光源200的照射线与带传送带的运动方向垂直、并以一定的倾斜角度照射到待测量家居板20的上表面。
本实施中，所述线性聚焦光源200可以是LED线光源、光纤线光源或者其它线性聚焦光源中的任意一种或多种。
本实施例中，所述控制设备100可以是计算机或微处理器或PLC或三者的任意组合；根据待检测家居板的长度控制家居板的放置间隔时间，并处理图像得出家居板各几何要素的尺寸。
本实施例中，所述控制设备100根据待检测家居板20的长度和数据处理时长控制家居板的投放时间间隔，并控制所述传送带400速度和所述线扫描相机300、处理图像数据并得出家居板各几何要素的尺寸。
本实施例中，如图1所示，所述传送带400可以包括使待测量家居板 20单侧边或前边对齐的边靠导引装置或者对中导引装置；所述传送皮带的主动轴由控制设备通过伺服电机驱动。
图2为本实用新型实施例提供的同时测量家居板上、下表面尺寸的机器视觉装置的结构示意图。在本实施例中，所述传动机构400扩展为同中轴、同宽度、同向、同速传送的第一传送带410及第二传送带420，所述第一传送带410与第二传送带420之间联合设置有下表面成像缝隙；检测时，所述待测量家居板20从所述第一传送带410通过所述下表面成像缝隙移动到所述第二传送带420。
本实施例中，所述线扫描相机300和所述线性聚焦光源扩展为设置在所述第一传送带410上方、由第一线扫描相机310和第一线性聚焦光源210 组成的上表面成像单元，和设置在所述下表面成像缝隙下方由第二线扫描相机320和第二线性聚焦光源220组成的下表面成像单元，所述上表面成像单元用于采集所述待测量家居板20上表面的图像，所述下表面成像单元用于采集所述待测量家居板20下表面的图像。
进一步地，在所述上表面成像单元中，所述第一线扫描相机310以预定的角度倾斜安装在第一传送带410的上方；在所述下表面成像单元中，所述第二线扫描相机320以预定的角度倾斜安装在下表面成像缝隙的下方；所述第一线扫描相机310和第二线扫描相机320的成像线均垂直于第一传送带410和第二传送带420的运动方向，且与线性聚焦光源相交于所述待测量家居板20的上表面或下表面。
进一步地，在所述上表面成像单元和下表面成像单元中，所述第一线性聚焦光源210和第二线性聚焦光源220的照射线与带第一传送带410和第二传送带420的运动方向垂直、并以一定的角度分别与被检测家居板20 的上表面或下表面相交；所述第一线性聚焦光源210和第二线性聚焦光源 220可以是LED线光源、光纤线光源或者其它线性聚焦光源中的任意一种或多种。
进一步地，在所述上表面成像单元和下表面成像单元中，所述第一光栅编码器510紧贴安装在第一传送带410和第二传送带420的上表面，监测传送带的速度并向第一线扫描相机310和第二线扫描相机320发送采样脉冲。
关于本实施例的其余部分可以参考前一实施例中的描述，在此不再赘述。
附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种细节更改和变化。凡在本实用新型的权利要求之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种测量家居板尺寸的机器视觉装置，其特征在于，包括：
控制设备，用于控制装置检测的速度并处理图像数据；
与所述控制设备连接的传送带，用于传送待测量的家居板；
与所述传送带连接的光栅编码器，用于监测待检测家居板的传送速度并根据其速度变化向线扫描相机发送采样脉冲；
与所述传送带连接的线性聚焦光源，用于为待测量家居板提供成像所需的照明；
与所述控制设备和光栅编码器连接的线扫描相机，用于获取所述待测量家居板的数字图像；
使用时，所述传送带以稳定的速度输送待测量的家居板，所述线性聚焦光源照射待测量家居板，所述线扫描相机在所述线性聚焦光源照射下按照编码器发出的采样脉冲获取所述待测量家居板的数字图像，并将所述图像数据发送给所述控制设备处理，所述控制设备根据待测家居板的长短控制家居板的投放节奏并处理所述线扫描相机发送的数字图像、计算家居板的尺寸。
2.如权利要求1所述的测量家居板尺寸的机器视觉装置，其特征在于，所述传送带以预设速度水平传输所述待测量家居板；
所述光栅编码器的测量轮紧贴安装在传送带的上表面，所述光栅编码器测量轮的转动线速度与所述传送带的线速度一致；
所述线扫描相机安装在所述传送带的上方，所述线扫描相机与所述传送带的上表面设置第一预留距离；
所述线性聚焦光源安装在所述传送带的上方，所述线性聚焦光源与所述传送带的上表面设置第二预留距离，所述第二预留距离不小于所述待测量家居板的厚度。
3.如权利要求1所述的测量家居板尺寸的机器视觉装置，其特征在于，所述光栅编码器的测量轮紧贴所述传送带的上表面，所述传送带无滑移地带动所述光栅编码器的测量轮转动，所述光栅编码器发出的脉冲发送到所述线扫描相机并其激发其完成一次采样。
4.如权利要求1所述的测量家居板尺寸的机器视觉装置，其特征在于，所述线扫描相机以预设的倾斜角度安装在传送带上方，其成像线垂直于传送带的运动方向。
5.如权利要求1所述的测量家居板尺寸的机器视觉装置，其特征在于，所述线性聚焦光源的照射线与带传送带的运动方向垂直、并以一定的倾斜角度照射到被检测家居板的上表面。
6.如权利要求1所述的测量家居板尺寸的机器视觉装置，其特征在于，所述线性聚焦光源可以是LED线光源、光纤线光源或者其它线性聚焦光源中的任意一种或多种。
7.如权利要求1所述的测量家居板尺寸的机器视觉装置，其特征在于，所述控制设备可以是计算机或微处理器或PLC或三者的任意组合；根据待检测家居板的长度控制家居板的放置间隔时间，并处理图像得出家居板各几何要素的尺寸。
8.如权利要求1所述的测量家居板尺寸的机器视觉装置，其特征在于，所述控制设备根据待检测家居板的长度和数据处理时长控制家居板的投放时间间隔，并控制所述传送带速度和所述线扫描相机、处理图像数据并得出家居板各几何要素的尺寸。
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| CN108917594A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-30 | 广东理工学院 | 一种测量家居板尺寸的机器视觉装置 |
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