CN210864816U - 一种视觉传感器工作状态测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种视觉传感器工作状态测试装置，视觉传感器包括相机、激光器和/或光源，包括：壳体、壳体内部形成腔体、单侧设有开口，开口下方设有靶标，靶标上设有特征点，所述开口的周围设有安装部，用于固定视觉传感器，视觉传感器固定后覆盖住开口，腔体内呈封闭暗室；所述特征点位于相机的视场范围内，激光器发出的激光条能够投射到所述特征点；本装置降低了测试过程对人员的依赖性，消除了主观判断带来的判断误差，提高了测试结果的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及装置测试领域，具体涉及视觉传感器工作状态测试装置。
背景技术
视觉传感器利用相机获取被测物的图像信息，再根据图像信息分析被测物特征，如进行缺陷检测、定位识别等，为了满足不同测量场景的需求，视觉传感器往往配备光源和/或其他测量部件(如激光器、投影仪)，当视觉传感器生产装配完成时，需检验其设计规格中所含功能是否完全；测量部件、光源和相机的配合状态的稳定性是否合格，传统的测试方法及缺点如下：
一、人工手动测试：
测试人员通过上位机发送单个指令给传感器，然后观察传感器状态是否和下发指令所属状态一致，进行多次测试后若无问题则视为实验成功，产品合格，否则实验失败，产品不合格。
缺点：
A.单次测量需要30s左右，效率低，浪费时间和资源，成本极高；
B.受系统限制，多个传感器测试时一般为串行，效率偏低；
C.测试结果不可靠，凭肉眼观察光源亮度变化或者图像质量，需经验值丰富的测试人员，且误差较大，容易出现误判；
D.机器视觉常用到强光源或者激光器等，测试人员虽做了保护措施，但长期测试会导致眼疲劳或损伤；
E.无法全面检测设备性能及器件稳定性，出厂风险高；
二、半自动开环测试：
测试人员通过上位机程序控制传感器，上位机软件可连续发送指令给传感器并回读，测试人员观察指令是否顺序执行及是否执行成功，长时间测试后，若传感器仍可正确执行指令及设备外设无问题，则视为实验成功，产品合格，反之，实验失败，产品不合格；
缺点：
A.测试人员无法全程观测指令执行过程，无法确保测试过程中传感器正确运行，测试未达到闭环；
B.测试过程中对于激光器、光源等器件的变化无法准确判断，易产生误判，测试结果不可靠；
C.无法全面检测设备性能及器件稳定性，出厂风险高；
D.精度测试时，易受外界环境影响，如碰撞、振动导致相对位置偏移，工作距未达到规定值、环境光干扰过强等因素影响测试结果准确性；
E.测试中需反复调整被测特征点位置及状态才可达到理想状态进行测试。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种视觉传感器工作状态测试装置，本装置降低了测试过程对人员的依赖性，消除了主观判断带来的判断误差，提高了测试结果的可靠性。
技术方案如下：
一种视觉传感器工作状态测试装置，所述视觉传感器包括相机、激光器和/或光源，包括：壳体、壳体内部形成腔体、单侧设有开口，开口下方设有靶标，靶标上设有特征点，所述开口的周围设有安装部，用于固定视觉传感器，视觉传感器固定后覆盖住开口，腔体内呈封闭暗室；
所述特征点位于相机的视场范围内，激光器发出的激光条能够投射到所述特征点。
进一步，所述特征点为孔或反光标记点。
优选，所述孔为圆孔、椭圆孔、长条孔或多边形孔。
进一步，所述特征点的数量为1个、2个或多个，均匀分布。
优选，所述靶标与相机之间的距离为相机的工作距。
优选，所述壳体内壁为黑色亚光表面。
优选，所述壳体的侧壁上还设有观察口和盖体，盖体打开，测试人员能通过观察口复核视觉传感器的工作状态；盖体关闭，腔体内呈封闭暗室。
优选，所述开口与靶标所在平面之间夹角呈5°～15°。
进一步，所述安装部固定在壳体上，其与视觉传感器外壳螺接。
本装置降低了测试过程对人员的依赖性，消除了主观判断带来的判断误差，提高了测试结果的可靠性；
具有以下优点：
A.自动化测试，测试全程无需人工观察及对比，只需将相机采集图像传输给上位机即可，检测由上位机判断；
B.可设置多个测试装置，实现一台计算机上同时测试多个视觉传感器，提高测试效率；
C.只需将传感器固定于测试装置，即可直接拍照选取特征点作为匹配模板，无需反复调整靶标及传感器位置，操作、使用便捷；
D.不断重复整个工作流程，可以实现对视觉传感器的老化测试，对异常状态进行时间记录，可以查看传感器的使用寿命；通过设置人工复核环节，进一步增加测试过程的可靠性、避免错检。
附图说明
图1为测试装置立体示意图；
图2为测试装置俯视示意图；
图3为仅相机开启时，相机采集靶标图像示意图；
图4为光源打开时，相机采集靶标图像示意图；
图5为激光器打开时，相机采集靶标图像示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。
一种视觉传感器工作状态测试装置，如图1所示，视觉传感器包括相机、激光器和/或光源，其特征在于，包括：壳体4、壳体内部形成腔体、单侧设有开口2，开口下方设有靶标5，靶标上设有特征点，开口2的周围设有安装部6，用于固定视觉传感器，视觉传感器固定后覆盖住开口，腔体内呈封闭暗室；
如图2所示，特征点位于相机的视场范围内，激光器发出的激光条能够投射到特征点。具体的，特征点为孔或反光标记点；孔为圆孔、椭圆孔、长条孔或多边形孔。特征点的数量为1个、2个或多个，均匀分布。
本实施例中，靶标5与相机之间的距离为相机的工作距；为了避免反光对测试结果的影响，壳体内壁为黑色亚光表面。
为了便于观察，壳体的侧壁上还设有观察口3和盖体，盖体打开，测试人员能通过观察口复核视觉传感器的工作状态；盖体关闭，腔体内呈封闭暗室。
为了光照均匀，开口与靶标所在平面之间夹角呈5°～15°。
作为本实用新型的一种实施方式，安装部固定在壳体上，其与视觉传感器外壳螺接。
以下以靶标5为多个特征圆孔为例，视觉传感器包括相机、激光器和光源，进行老化测试，具体过程如下：
1)将待测视觉传感器固定在测试装置上，人工确定工作状态正常时，分别采集正常工作流程的不同状态下的标准图像；
工作状态正常时的流程为：①相机打开、光源和激光器关闭，此时，标准图像如图3所示；②相机和光源打开、激光器关闭，③相机和激光器打开、光源关闭；
如图4和图5所示，在状态②、③中仅选择一个特征圆孔，将该圆孔记为预设特征点，记录其在图像中的坐标(x,y)，并以(x,y)为中心选取尺寸为(a×a)的局部区域，将其记为正常工作流程中某一应处状态下的标准图像区域；
预设测试流程对应为：①相机打开、光源和激光器关闭；②相机和光源打开、激光器关闭；③相机和激光器打开、光源关闭；
2)依据预设测试流程，利用相机采集部件I打开/关闭状态时靶标的图像，并将采集到的图像与预设测试流程各时刻应处状态下获取的标准图像依据如下方法进行分析，判断各个状态下视觉传感器是否正常工作，并形成记录：
具体的，当光源和激光器关闭时，将相机采集到的图像与正常工作状态中应处状态下标准图像灰度进行比对，计算两图像上相对应位置的平均灰度值差值，若差值小于阈值I，则判断视觉传感器此时的工作状态正常；否则，判断为异常；
当光源或激光器也被打开时，相机采集靶标的图像；在图像中截取以坐标点(x,y)为中心的((a+b)×(a+b))区域记为测试图像区域，b＝5～15像素；
将测试图像区域与应处状态下标准图像进行模板匹配，利用平均灰度差平方和计算匹配度，若匹配度在预设阈值范围内，则判定为视觉传感器工作正常，否则，判断为异常(即传感器当前采集的图像与标准图像不一致，工作状态有误)。
前面对本实用新型具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本实用新型限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本实用新型的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本实用新型的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
Claims (9)
1.一种视觉传感器工作状态测试装置，所述视觉传感器包括相机、激光器和/或光源，其特征在于，包括：壳体(4)、壳体内部形成腔体、单侧设有开口(2)，开口下方设有靶标(5)，靶标上设有特征点，所述开口(2)的周围设有安装部(6)，用于固定视觉传感器，视觉传感器固定后覆盖住开口，腔体内呈封闭暗室；
所述特征点位于相机的视场范围内，激光器发出的激光条能够投射到所述特征点。
2.如权利要求1所述视觉传感器工作状态测试装置，其特征在于：所述特征点为孔或反光标记点。
3.如权利要求2所述视觉传感器工作状态测试装置，其特征在于：所述孔为圆孔、椭圆孔、长条孔或多边形孔。
4.如权利要求1所述视觉传感器工作状态测试装置，其特征在于：所述特征点的数量为1个、2个或多个，均匀分布。
5.如权利要求1所述视觉传感器工作状态测试装置，其特征在于：所述靶标(5)与相机之间的距离为相机的工作距。
6.如权利要求1所述视觉传感器工作状态测试装置，其特征在于：所述壳体内壁为黑色亚光表面。
7.如权利要求1所述视觉传感器工作状态测试装置，其特征在于：所述壳体的侧壁上还设有观察口(3)和盖体，盖体打开，测试人员能通过观察口复核视觉传感器的工作状态；盖体关闭，腔体内呈封闭暗室。
8.如权利要求1所述视觉传感器工作状态测试装置，其特征在于：所述开口与靶标所在平面之间夹角呈5°～15°。
9.如权利要求1所述视觉传感器工作状态测试装置，其特征在于：所述安装部固定在壳体上，其与视觉传感器外壳螺接。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110880179A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-03-13 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 视觉传感器工作状态测试方法 |
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2019
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