CN209803018U - 一种金属缺陷机器视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属缺陷机器视觉检测系统，包括：若干个检测终端、多端口转发器及质量分析终端。检测终端包括第一图像采集单元、第一光源、第一处理器、第一以太网控制器、图像暂存器、CPLD控制模块、辊轴控制器、第二图像采集单元、第二处理器、第二以太网控制器及第二光源。第一光源及第一图像用于实现金属板的上侧照明与图像采集；第二光源及第二图像采集单元用于实现金属板的下侧照明与图像采集。各检测终端中的第一以太网控制器及第二以太网控制器接入多端口转发器。质量分析终端通过其千兆网口与多端口转发器通信。本实用新型以一台质量分析终端配置若干个检测终端，从而合理分配资源，不闲置性能优越、成本高昂的质量分析终端。

Description

一种金属缺陷机器视觉检测系统

技术领域

本实用新型涉及机器视觉领域，具体涉及一种金属缺陷机器视觉检测系统。

背景技术

随着机器视觉检测算法的研究突破与硬件的发展，机器视觉在工业中越来越普及，如用于产品表面的缺陷检测，即是其重要应用之一。

如矽钢片，其作为工业加工原材料，在电力行业生产变压器时被大量应用。矽钢片表面容易存在白点及锈蚀两种缺陷，因此在其加工过程中需要检测并剔除这两种缺陷。

采用光源照射矽钢片表面，采用CCD行扫描摄像头对矽钢片表面进行逐行扫描，如果表面存在白点或锈蚀时，会引起反射光线的变化，根据这个原理，分析所采集的图像的光强变化，即可检测出对应的物理缺陷。

如图1所示的是现有的矽钢片检测系统结构框图，其包括照明单元、图像采集单元及计算机，其依赖于PC机系统实现相关的缺陷检测，其弊端在于：用于实现缺陷检测的PC机要求有强大的图像分析处理能力，其对处理器及显卡均提出了很高的要求，因而提升了设备成本；而同时，由于多个工位之间的检测存在时间差，单个工位配置单独的PC机进行图像分析处理，实际上造成了浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种金属缺陷机器视觉检测系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种金属缺陷机器视觉检测系统，包括：

若干个检测终端，所述检测终端包括第一图像采集单元、第一光源、第一处理器、第一以太网控制器、图像暂存器、CPLD控制模块、辊轴控制器、第二图像采集单元、第二处理器、第二以太网控制器及第二光源；所述第一光源及第一图像采集单元设于辊轴上方，用于实现金属板的上侧照明与图像采集；所述第二光源及第二图像采集单元设于辊轴下方，用于实现金属板的下侧照明与图像采集；所述第一处理器分别与所述第一图像采集单元、第一光源、第一以太网控制器及图像暂存器相连；所述第二处理器分别与所述第二图像采集单元、第二光源、第二以太网控制器及图像暂存器相连；所述CPLD控制模块分别与所述第一处理器、第一以太网控制器、第二处理器、第二以太网控制、图像暂存器及辊轴控制器相连；

多端口转发器，各检测终端中的第一以太网控制器及第二以太网控制器接入所述多端口转发器；

质量分析终端，其设有处理器、显卡及千兆网口，其通过其千兆网口与所述多端口转发器通信。

进一步地，所述第一处理器及第二处理器为DM642型处理器，所述CPLD控制模块为XC95288XLPQ208X型控制器。

进一步地，所述第一以太网控制器为88E1111芯片，所述多端口转发器为TL-SG1008型转发器。

进一步地，所述处理器为i9处理器，所述显卡为GTX2080Ti显卡。

进一步地，所述第一光源包括第一条形光源及第一光源控制器；所述第二光源包括第二条形光源及第二光源控制器；所述第一图像采集单元包括第一线阵相机及第一图像采集卡；所述第二图像采集单元包括第二线阵相机及第二图像采集卡。

进一步地，所述第一条形光源及第二条形光源为30KHz高频荧光灯；所述第一线阵相机及第二线阵相机为Basler 12K型线阵相机。

进一步地，所述检测终端还包括上遮光罩及下遮光罩，所述上遮光罩用于笼罩所述第一条形光源及第一线阵相机，所述下遮光罩用于笼罩所述第二条形光源及第二线阵相机。

采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：

本实用新型设计了新架构的金属缺陷机器视觉检测系统，其以一台质量分析终端配置若干个检测终端的方式进行数据采集处理，各检测终端对其所采集的图像数据通过其DSP处理器进行量大但计算量小的图像预处理，其后通过千兆网络传输到质量分析终端，由质量分析终端执行量小但计算复杂的图像后处理，从而合理分配资源，不闲置性能优越、成本高昂的质量分析终端。

附图说明

图1为现有矽钢片视觉检测系统示意框图；

图2为本实用新型系统示意框图；

图3为本实用新型结构示意框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示本实用新型的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例

请参考图2所示，本实用新型公开了一种金属缺陷机器视觉检测系统，其包括质量分析终端、显示单元、报警单元、多端口转发器及若干个检测终端。

所述检测终端包括第一图像采集单元、第一光源、第一处理器、第一以太网控制器、图像暂存器、CPLD控制模块、辊轴控制器、第二图像采集单元、第二处理器、第二以太网控制器及第二光源。

所述第一处理器分别与所述第一图像采集单元、第一光源、第一以太网控制器及图像暂存器相连；所述第二处理器分别与所述第二图像采集单元、第二光源、第二以太网控制器及图像暂存器相连；所述CPLD控制模块分别与所述第一处理器、第一以太网控制器、第二处理器、第二以太网控制、图像暂存器及辊轴控制器相连。

所述第一光源及第一图像采集单元设于辊轴上方；所述第二光源及第二图像采集单元设于辊轴下方。具体地，所述第一光源包括第一条形光源及第一光源控制器。所述第二光源包括第二条形光源及第二光源控制器；所述第一图像采集单元包括第一线阵相机及第一图像采集卡；所述第二图像采集单元包括第二线阵相机及第二图像采集卡。

为避免环境光对采集结果产生影响，所述检测终端还包括上遮光罩及下遮光罩，所述上遮光罩将所述第一条形光源及第一线阵相机笼罩在其中，所述下遮光罩将所述第二光源及第二线阵相机笼罩在其中。具体示意图可参考图3所示，图中，各图号解释如下：上遮光罩1、第一条形光源2、第一线阵相机3、下遮光罩4、第二条形光源5、第二线阵相机6、辊轴7、矽钢片8。

各检测终端中的第一以太网控制器及第二以太网控制器接入所述多端口转发器。

所述质量分析终端设有处理器、显卡及千兆网口，其通过千兆网口与所述多端口转发器通信。

本实施例中，所述第一处理器及第二处理器为DM642型处理器，所述CPLD控制模块为XC95288XLPQ208X型控制器。所述第一以太网控制器为88E1111芯片，所述多端口转发器为TL-SG1008型转发器。所述处理器为i9处理器，所述显卡为GTX2080Ti显卡。所述第一光源及第二光源均包括条形光源及光源控制器，所述条形光源为30KHz高频荧光灯。所述线阵相机为Basler 12K线阵相机，所述图像采集卡为CameraLink图像采集卡。

本实用新型的工作原理为：所述第一光源及第一图像采集单元分别用于实现金属板(本实施例为矽钢片)的上侧照明与图像采集，所述第二光源及第二图像采集单元分别用于实现金属板的下侧照明与图像采集；所述第一处理器及第二处理器分别对所述第一图像采集单元及第二图像采集单元采集到的图像进行预处理(图像平滑、滤波、二值化)，经过预处理后的图像分别经过由所述第一以太网控制器、第二以太网控制器、多端口转发器及千兆网口组成的千兆网络进行传输，以输入质量分析终端进行后续处理(图像分割、缺陷识别、缺陷面积计算与缺陷标记等)；此过程中，所述第一处理器及第二处理器分别对其对应的光源与相机进行控制，该控制属于现有技术，在此不做赘述。

此处，CPLD控制模块的作用主要为：用于产生所述第一处理器及第二处理器对图像暂存器的访问地址，使得所述第一处理器与图像暂存器、第二处理器与图像暂存器之间可以进行数据访问；其次，用于实现辊轴控制器的控制，以调节输送速度。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种金属缺陷机器视觉检测系统，其特征在于，包括：

若干个检测终端，所述检测终端包括第一图像采集单元、第一光源、第一处理器、第一以太网控制器、图像暂存器、CPLD控制模块、辊轴控制器、第二图像采集单元、第二处理器、第二以太网控制器及第二光源；所述第一光源及第一图像采集单元设于辊轴上方，用于实现金属板的上侧照明与图像采集；所述第二光源及第二图像采集单元设于辊轴下方，用于实现金属板的下侧照明与图像采集；所述第一处理器分别与所述第一图像采集单元、第一光源、第一以太网控制器及图像暂存器相连；所述第二处理器分别与所述第二图像采集单元、第二光源、第二以太网控制器及图像暂存器相连；所述CPLD控制模块分别与所述第一处理器、第一以太网控制器、第二处理器、第二以太网控制、图像暂存器及辊轴控制器相连；

多端口转发器，各检测终端中的第一以太网控制器及第二以太网控制器接入所述多端口转发器；

质量分析终端，其设有处理器、显卡及千兆网口，其通过其千兆网口与所述多端口转发器通信。

2.如权利要求1所述的一种金属缺陷机器视觉检测系统，其特征在于：所述第一处理器及第二处理器为DM642型处理器，所述CPLD控制模块为XC95288XLPQ208X型控制器。

3.如权利要求1所述的一种金属缺陷机器视觉检测系统，其特征在于：所述第一以太网控制器为88E1111芯片，所述多端口转发器为TL-SG1008型转发器。

4.如权利要求1所述的一种金属缺陷机器视觉检测系统，其特征在于：所述处理器为i9处理器，所述显卡为GTX2080Ti显卡。

5.如权利要求1所述的一种金属缺陷机器视觉检测系统，其特征在于：所述第一光源包括第一条形光源及第一光源控制器；所述第二光源包括第二条形光源及第二光源控制器；所述第一图像采集单元包括第一线阵相机及第一图像采集卡；所述第二图像采集单元包括第二线阵相机及第二图像采集卡。

6.如权利要求5所述的一种金属缺陷机器视觉检测系统，其特征在于：所述第一条形光源及第二条形光源为30KHz高频荧光灯；所述第一线阵相机及第二线阵相机为Basler12K型线阵相机。

7.如权利要求6所述的一种金属缺陷机器视觉检测系统，其特征在于：所述检测终端还包括上遮光罩及下遮光罩，所述上遮光罩用于笼罩所述第一条形光源及第一线阵相机，所述下遮光罩用于笼罩所述第二条形光源及第二线阵相机。