CN214749840U - 一种基于2d探测和3d测量的视觉检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于2D探测和3D测量的视觉检测装置，包括输送机构、一字线激光器、照明光源和工业相机，一字线激光器、照明光源和工业相机设置在输送机构输送通道的上方，且工业相机分布在一字线激光器和照明光源之间，一字线激光器的出光口竖直朝下，且一字线激光器发出的激光光线沿输送机构的输送通道的宽度方向分布，工业相机的摄像头竖直朝下，照明光源的出光方向朝向工业相机的下方，输送机构的输送通道用以输送待检测的物件，以使待检测的物件依次经过一字线激光器、工业相机和照明光源的下方。所述工业相机获取待检测物体表面的图像，实现待检测物体表面的2D图像捕捉和3D结构光测量，所需工业相机数量少，设备成本更低，简化装置结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及表面缺陷检测技术领域，具体涉及一种基于2D探测和3D测量的视觉检测装置。
背景技术
视觉检测装置的检测主要包括以下两种检测方式：
一是以2D检测为主，即通过工业相机捕捉表面图像，然后利用计算机，通过机器视觉图像分析等相关算法，对表面图像进行分析，自动识别缺陷所在位置，达到物件表面质量检测的目的；
二是以3D检测为主，即利用激光三角测量法，通过工业相机和一字线激光器相配合，捕捉表面有深度缺陷的地方，来达到检测物件表面质量的目的。
上述两种检测方法各有所长，其中2D检测原理的适应性好，各种缺陷理论上都能识别，但精度不如3D检测；3D检测原理精度高，但只能检测有深度信息的缺陷，适应性没有2D检测好，碰到没有或者深度信息不明显的“麻点”等缺陷则难以检测。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供装置结构简单、设备成本低的一种基于2D探测和3D测量的视觉检测装置。
一种基于2D探测和3D测量的视觉检测装置，包括输送机构、一字线激光器、照明光源和工业相机，所述一字线激光器、照明光源和所述工业相机设置在所述输送机构输送通道的上方，且所述工业相机分布在所述一字线激光器和所述照明光源之间，所述一字线激光器的出光口竖直朝下，且所述一字线激光器发出的激光光线沿所述输送机构的输送通道的宽度方向分布，所述工业相机的摄像头竖直朝下，所述照明光源的出光方向朝向所述工业相机的下方，所述输送机构的输送通道用以输送待检测的物件，以使待检测的物件依次经过所述一字线激光器、工业相机和所述照明光源的下方。
优选地，还包括辅助光源，所述辅助光源设置在所述输送机构的输送通道的上方，并位于所述一字线激光器和所述工业相机之间，且所述辅助光源的发光部朝下所述工业相机的下方。
优选地，还包括近红外相机，所述近红外相机设置在所述输送机构输送通道的上方，且所述近红外相机和所述的工业相机沿所述输送机构输送通道的宽度方向间隔分布。
优选地，还包括提升机构，所述提升机构悬设在靠近所述输送机构输送通道的位置，且所述一字线激光器和所述工业相机均安装在所述提升机构的升降端上，所述提升机构用以驱动所述一字线激光器和所述工业相机同步升降以靠近或远离所述输送机构的输送通道。
优选地，还包括遮光罩，所述遮光罩设置在所述输送机构输送通道的上方，且所述一字线激光器、照明光源和工业相机均分布在所述遮光罩内。
优选地，还包括吹风机构，所述吹风机构设置在所述输送机构输送通道的上方或一侧，所述吹风机构的出风口朝向所述输送机构的输送通道。
本实用新型所述视觉检测装置利用输送机构输送待检测的物体，所述一字线激光器发出的激光光线沿输送机构的宽度方向分布，所述照明光源照亮待检测物体表面，同时所述工业相机获取待检测物体表面的图像，可同时实现待检测物体表面的2D图像捕捉和3D结构光测量，所需工业相机数量少，设备成本更低，简化装置结构，方便信号同步。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述基于2D探测和3D测量的视觉检测装置的主视图；
图2为本实用新型实施例所述基于2D探测和3D测量的视觉检测装置的侧视图。
附图标记的具体含义为：
1、输送机构；2、一字线激光器；3、照明光源；4、工业相机；5、辅助光源；6、近红外相机；7、提升机构；8、遮光罩；9、吹风机构。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参照图1-2，提出本实用新型的一实施例，本实施例所述基于2D探测和3D测量的视觉检测装置包括输送机构1、一字线激光器2、照明光源3和工业相机4，所述一字线激光器2、照明光源3和所述工业相机4设置在所述输送机构1输送通道的上方，且所述工业相机4分布在所述一字线激光器2和所述照明光源3之间，所述一字线激光器2的出光口竖直朝下，且所述一字线激光器2发出的激光光线沿所述输送机构1的输送通道的宽度方向分布，所述工业相机4的摄像头竖直朝下，所述照明光源3的出光方向朝向所述工业相机4的下方，所述输送机构1的输送通道用以输送待检测的物件，以使待检测的物件依次经过所述一字线激光器2、工业相机4和所述照明光源3的下方。
本实施例以钢板为例来说明视觉检测装置的具体工作原理，所述输送机构1输送待检测的钢板使其依次经过所述一字线激光器2、工业相机4和所述照明光源3的下方，所述一字线激光器2照射在待检测的钢板上端，照明光源3照射在所述钢板上端，所述工业相机4获取待检测的钢板上端的图像，实现钢板表面质量的2D探测和3D测量，且所述输送机构1输送待检测的钢板移动，以使所述工业相机4连续获取待检测的钢板上端的图像，减少工业相机4所需数量，简化装置结构，设备成本更低，方便信号同步。
所述照明光源3设有两个或者两个以上的发光部，且两个或者两个以上的所述发光部沿所述输送机构1输送通道的宽度方向间隔分布，保证光照均匀。
所述照明光源3的发光部的数量需要根据钢板的温度来调整，以保证所述照明光源3的光照强度远大于待检测钢板表面辐射呈现的红色；若钢板温度过高或者环境亮度过高则会影响一字线激光器2照射在钢板表面的效果，所述一字线激光器2的数量也需要根据使用环境、钢板温度进行调整，同时还需要避免所述照明光源3发出的光线与所述一字线激光器2打出的激光线条重合，从而保证所述一字线激光器2打出的一字型激光线在工业相机4采集到的图像中清晰可见。
如图所示，所述输送机构1输送通道的上方设有两个所述工业相机4，以使所述工业相机4完全覆盖待检测的钢板表面，且两个所述工业相机4的视场区域重叠，使用同步触发技术保证两个所述工业相机一次性采集待检测的钢板表面的图像。
优选地，还包括辅助光源5，所述辅助光源5设置在所述输送机构1的输送通道的上方，并位于所述一字线激光器2和所述工业相机4之间，且所述辅助光源5的发光部朝下所述工业相机4的下方。
所述辅助光源5和所述照明光源3分别分布在所述工业相机4的两侧，以使辅助光源5和所述照明光源3发出的光线均匀的照射在待检测钢板的表面。
高分辨率的工业相机4为了抑制钢板热辐射，需要加装红外滤光片，阻挡过强的红外能量进入相机，干扰感光芯片；而加装了红外滤光片后，通光量也被削弱，因此需要采用辅助光源5进行补光。仅用工业相机也能采集到2D图像，但必须软件进行图像预处理，如去噪、图像增强等。
进一步的，还包括近红外相机6，所述近红外相机6设置在所述输送机构1输送通道的上方，且所述近红外相机6和所述的工业相机4沿所述输送机构1输送通道的宽度方向间隔分布。
本实施例所述近红外相机6利用钢板的红外辐射能量，近红外相机6的光谱曲线峰值可以扩展到700nm以上，加装近红外相机6后，钢板的2D成像会更加清晰，近红外相机6安装在两个所述工业相机4之间，所述近红外相机6获取待检测钢板表面的2D图像，可增强2D图像的采集效果，有利于后期的图像识别和处理。
基于上述内容，进一步的，还包括提升机构7，所述提升机构7设置在所述输送机构1的输送通道的上方，且所述一字线激光器2和所述工业相机4均安装在所述提升机构7的升降端上，所述提升机构7可驱动所述一字线激光器2和所述工业相机4同步升降。
因钢板厚度在10mm-400mm之间，所述视觉检测装置在对不同厚度的钢板进行钢板表面质量检测时，不同厚度的钢板会影响图片的精度。所述提升机构7驱动所述一字线激光器2和所述工业相机4同步升降，以保证所述工业相机4的摄像头对准钢板表面上所述一字线激光器2打出的激光线，保证图片精度，从而保证检测精度。
本实施例中，所述提升机构7包括两个丝杠升降机，所述输送机构1上设有龙门架，两个丝杠升降机分别竖向安装在所述龙门架上，并位于所述输送机构1输送通道的两侧，且两个所述丝杠升降机的升降端分别与横梁的两端连接，且所述一字线激光器2和工业相机4均安装在所述横梁上，两个所述丝杠升降机的升降端可同步升降以带动所述一字线激光器2和工业相机4移动靠近或远离所述输送机构1的输送通道。
每个所述丝杠升降机分别包括一个电机和一根丝杆，两个所述电机设置在所述输送机构1输送通道的两侧，且两个所述电机的输出轴竖向分布，两根所述丝杆分别同轴固定安装在两个所述电机的输出轴上，所述横梁的两端分别与两根所述丝杆螺纹连接。
两个所述电机分别驱动两根所述丝杆同步转动，以使所述横梁带动所述一字线激光器2和所述工业相机4同步升降。
优选地，还包括遮光罩8，所述遮光罩8设置在所述输送机构1输送通道的上方，且所述一字线激光器2、照明光源3和工业相机4均分布在所述遮光罩8内。
如图所示，所述遮光罩8安装在所述龙门架上，且其下端向下弯折并延伸至靠近所述输送机构1输送通道，以避免杂散光、漫反射光进入工业相机4的视场。
优选地，还包括吹风机构9，所述吹风机构9设置在所述输送机构1输送通道的上方或一侧，所述吹风机构9的出风口朝向所述输送机构1的输送通道。
本实施例所述吹风机构9为风机，所述风机安装在所述龙门架上，且其出风口穿过所述遮光罩8并伸入其内部，所述风机用以向所述待检测钢板的表面吹风。
钢板温度较高，在进入所述工业相机4的视场内后，会加热空气，热浪会造成图像扭曲，影响图像采集效果，为消除/减轻热浪带来的影响，增加向所述待检测钢板的表面吹风的风机，从而吹散待检测钢板的表面的热浪空气。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于2D探测和3D测量的视觉检测装置，其特征在于，包括输送机构(1)、一字线激光器(2)、照明光源(3)和工业相机(4)，所述一字线激光器(2)、照明光源(3)和所述工业相机(4)设置在所述输送机构(1)输送通道的上方，且所述工业相机(4)分布在所述一字线激光器(2)和所述照明光源(3)之间，所述一字线激光器(2)的出光口竖直朝下，且所述一字线激光器(2)发出的激光光线沿所述输送机构(1)的输送通道的宽度方向分布，所述工业相机(4)的摄像头竖直朝下，所述照明光源(3)的出光方向朝向所述工业相机(4)的下方，所述输送机构(1)的输送通道用以输送待检测的物件，以使待检测的物件依次经过所述一字线激光器(2)、工业相机(4)和所述照明光源(3)的下方。
2.根据权利要求1所述的基于2D探测和3D测量的视觉检测装置，其特征在于，还包括辅助光源(5)，所述辅助光源(5)设置在所述输送机构(1)的输送通道的上方，并位于所述一字线激光器(2)和所述工业相机(4)之间，且所述辅助光源(5)的发光部朝下所述工业相机(4)的下方。
3.根据权利要求1所述的基于2D探测和3D测量的视觉检测装置，其特征在于，还包括近红外相机(6)，所述近红外相机(6)设置在所述输送机构(1)输送通道的上方，且所述近红外相机(6)和所述的工业相机(4)沿所述输送机构(1)输送通道的宽度方向间隔分布。
4.根据权利要求1所述的基于2D探测和3D测量的视觉检测装置，其特征在于，还包括提升机构(7)，所述提升机构(7)悬设在靠近所述输送机构(1)输送通道的位置，且所述一字线激光器(2)和所述工业相机(4)均安装在所述提升机构(7)的升降端上，所述提升机构(7)用以驱动所述一字线激光器(2)和所述工业相机(4)同步升降以靠近或远离所述输送机构(1)的输送通道。
5.根据权利要求1所述的基于2D探测和3D测量的视觉检测装置，其特征在于，还包括遮光罩(8)，所述遮光罩(8)设置在所述输送机构(1)输送通道的上方，且所述一字线激光器(2)、照明光源(3)和工业相机(4)均分布在所述遮光罩(8)内。
6.根据权利要求1所述的基于2D探测和3D测量的视觉检测装置，其特征在于，还包括吹风机构(9)，所述吹风机构(9)设置在所述输送机构(1)输送通道的上方或一侧，所述吹风机构(9)的出风口朝向所述输送机构(1)的输送通道。
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| CN115508059A (zh) * | 2022-11-15 | 2022-12-23 | 北京阿丘科技有限公司 | 多功能光学实验平台 |
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