CN218496732U - 分时频闪成像系统及缺陷检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种分时频闪成像系统及缺陷检测系统，其中，分时频闪成像系统包括：拍摄装置，用于拍摄目标物体的第一表面；第一光源，与拍摄装置相邻设置，用于向第一表面发射光束，且发射光束的方向与第一表面成第一预设夹角设置；第二光源，与第一光源相邻设置，用于向目标物体的第二表面发射光束，且发射光束的方向与第二表面成第二预设夹角设置；成像装置，与拍摄装置、第一光源、第二光源连接，用于控制第一光源、第二光源以预设频率交替对目标物体发射光束，控制拍摄装置在第一光源或第二光源向目标物体发射光束时拍摄，以及根据拍摄装置的图像得到目标物体的图像，以提高分时频闪成像系统的成像效率，从而提高缺陷检测系统的检测效率。

Description

分时频闪成像系统及缺陷检测系统

技术领域

本申请涉及机器视觉检测技术领域，尤其涉及一种分时频闪成像系统及缺陷检测系统。

背景技术

随着机器视觉检测领域的发展，自动检测更多地应用于企业的生产过程中。目前，在机器视觉检测领域，一般采用多相机结合多光源的结构，随着相机或光源数量的增多，容易导致铺设空间需求较大，铺设成本较高的情形，并在一定程度上，降低了机器视觉检测的效率。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种分时频闪成像系统及缺陷检测系统，旨在提高分时频闪成像系统的成像效率，从而提高缺陷检测系统的检测效率。

第一方面，本申请提供一种分时频闪成像系统，所述分时频闪成像系统包括：

拍摄装置，用于拍摄目标物体的第一表面；

第一光源，与所述拍摄装置相邻设置，用于向所述第一表面发射光束，且发射光束的方向与所述第一表面成第一预设夹角设置；

第二光源，与所述第一光源相邻设置，用于向所述目标物体的第二表面发射光束，且发射光束的方向与所述第二表面成第二预设夹角设置，所述第二表面为与所述第一表面相背的表面；

成像装置，与所述拍摄装置、所述第一光源、所述第二光源连接，用于控制所述第一光源、所述第二光源以预设频率交替对所述目标物体发射光束，控制所述拍摄装置在所述第一光源或所述第二光源向所述目标物体发射光束时拍摄，以及根据所述拍摄装置的图像得到所述目标物体的图像。

第二方面，本申请还提供一种缺陷检测系统，所述缺陷检测系统包括：

前述的分时频闪成像系统；

图像处理装置，所述图像处理装置与所述分时频闪成像系统中的成像装置连接，所述图像处理装置用于接收目标物体的图像并对所述目标物体的图像进行缺陷检测，得到缺陷检测结果。

本申请提供一种分时频闪成像系统及缺陷检测系统，所述分时频闪成像系统包括：拍摄装置，用于拍摄目标物体的第一表面；第一光源，与所述拍摄装置相邻设置，用于向所述第一表面发射光束，且发射光束的方向与所述第一表面成第一预设夹角设置；第二光源，与所述第一光源相邻设置，用于向所述目标物体的第二表面发射光束，且发射光束的方向与所述第二表面成第二预设夹角设置，所述第二表面为与所述第一表面相背的表面；成像装置，与所述拍摄装置、所述第一光源、所述第二光源连接，用于控制所述第一光源、所述第二光源以预设频率交替对所述目标物体发射光束，控制所述拍摄装置在所述第一光源或所述第二光源向所述目标物体发射光束时拍摄，以及根据所述拍摄装置的图像得到所述目标物体的图像，以提高分时频闪成像系统的成像效率，从而提高缺陷检测系统的检测效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种分时频闪成像系统的示意图；

图2为本申请一实施例涉及的一种分时频闪成像系统的示意性框图；

图3为本申请一实施例涉及的分时频闪成像系统的结构示意图；

图4为本申请一实施例涉及的第一光源的光路示意图；

图5为本申请一实施例涉及的第二光源的光路示意图；

图6为目标物体第一表面划伤时的图像；

图7为目标物体第一表面加工有电极时的图像；

图8为目标物体第一表面加工有电极时的图像；

图9为成像装置得到目标物体的图像的示意图；

图10为本申请实施例提供的一种缺陷检测系统的示意性框图。

附图标记说明：10、缺陷检测系统；100、分时频闪成像系统；110、拍摄装置；120、第一光源；121、发光组件；122、分光镜；130、第二光源；140、成像装置；200、图像处理装置；20、目标物体。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

分时频闪成像系统100例如可以应用于缺陷检测系统10中。举例而言，缺陷检测系统10可以用于检测目标物体20的缺陷。

示例性的，目标物体20可以包括不透光高反光材料，例如铬板。

示例性的，目标物体20的缺陷可以包括表面划伤、电极异物、电极缺失、电极缺口中的至少一种。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种分时频闪成像系统100的示意图。

请参阅图2，图2为本申请一实施例涉及的一种分时频闪成像系统100的示意性框图。

如图1、图2所示，分时频闪成像系统100包括拍摄装置110、第一光源120、第二光源130以及成像装置140。

其中，拍摄装置110用于拍摄目标物体20的第一表面。第一光源120与拍摄装置110相邻设置，用于向第一表面发射光束，且发射光束的方向与第一表面成第一预设夹角设置。第二光源130与第一光源120相邻设置，用于向目标物体20的第二表面发射光束，且发射光束的方向与第二表面成第二预设夹角设置，第二表面为与第一表面相背的表面。成像装置140与拍摄装置110、第一光源120、第二光源130连接，用于控制第一光源120、第二光源130以预设频率交替对目标物体20发射光束，控制拍摄装置110在第一光源120或第二光源130向目标物体20发射光束时拍摄，以及根据拍摄装置110的图像得到目标物体20的图像。

示例性的，设置拍摄装置110的拍摄方向与目标物体20的第一表面成一定夹角，例如夹角对应的范围可以为85°至90°。

示例性的，第一预设夹角对应的角度范围可以为85°至90°。

示例性的，第二预设夹角对应的角度范围可以为85°至90°。

在一些实施例中，第一光源120、第二光源130对应着两个不同的光学系统。

在一些实施例中，对拍摄装置110、第一光源120、第二光源130中的至少一项或至少两项之间的位置进行限制以及通过成像装置140控制第一光源120、第二光源130以预设频率交替对目标物体20发射光束，控制拍摄装置110在第一光源120或第二光源130向目标物体20发射光束时拍摄，以及根据拍摄装置110的图像得到目标物体20的图像，第一光源120、第二光源130互不干扰，有利于为目标物体20的成像提供较好的光源环境，获得更好的成像效果，并且，提高了获取不同成像效果的目标物体20的图像的效率，有利于提高分时频闪成像系统100的成像效率。

在一些实施例中，通过成像装置140控制第一光源120、第二光源130以预设频率交替对目标物体20发射光束，控制拍摄装置110在第一光源120或第二光源130向目标物体20发射光束时拍摄，以及根据拍摄装置110的图像得到目标物体20的图像，有利于降低分时频闪成像系统100的铺设空间和铺设成本。

举例而言，若成像装置140不对第一光源120、第二光源130进行分时频闪控制，则需要采用两个拍摄装置110分别拍摄第一光源120对应的光学系统中目标物体20的图像以及第二光源130对应的光学系统中目标物体20的图像。可以理解的，随着拍摄装置110的数量的增加，成像系统的铺设空间和铺设成本也相应增加。

举例而言，若成像装置140不对第一光源120、第二光源130进行分时频闪控制，为了避免第一光源120、第二光源130之间的干扰，则需要相应地增加第一光源120、第二光源130之间的铺设间隔。可以理解的，随着第一光源120、第二光源130之间的铺设间隔的增加，成像系统的铺设空间也相应增加。

可以理解的，随着成像系统的铺设空间的增加，获取不同成像效果的目标物体20的图像的效率也相应降低。

在一些实施例中，通过成像装置140控制第一光源120、第二光源130以预设频率交替对目标物体20发射光束，控制拍摄装置110在第一光源120或第二光源130向目标物体20发射光束时拍摄，以及根据拍摄装置110的图像得到目标物体20的图像，则第一光源120、第二光源130可以相应地设置在同一拍摄装置110对应的拍摄区域内。示例性的，对第一光源120、第二光源130中的至少一项或至少两项之间的位置进行限制，例如，基于第一预设夹角限制目标物体20与第一光源120之间的位置，基于第二预设夹角限制目标物体20与第二光源130之间的位置，从而，拍摄装置110与第一光源120、第二光源130之间的位置相应地被限制在一定范围内，有利于降低分时频闪成像系统100的铺设空间和铺设成本。

请参阅图3，图3为本申请一实施例涉及的分时频闪成像系统100的结构示意图。

在一些实施方式中，如图3所示，第一光源120包括发光组件121和分光镜122，发光组件121的发光方向与拍摄装置110的拍摄方向垂直，分光镜122与发光组件121相邻设置，分光镜122用于将发光组件121发出的光部分反射向第一表面。

可选地，第一光源120用于发射波长范围为380nm至880nm的光束。可以理解的，不同波长的光束对目标物体20的穿透能力不同，波长范围为380nm至880nm的光束可以使得目标物体20被均匀照亮，从而克服目标物体20的不透光高反光性质带来的成像干扰，同时凸显出目标物体20第一表面上存在的不平整。

示例性的，第一光源120发射的光束对应的波长包括380nm、450nm、550nm、570nm、600nm、620nm、700nm、780nm、830nm、880nm中的至少一种。

示例性的，第一光源120还包括漫射板和基板中的至少一种。

举例而言，发光组件121包括多个发光二极管。多个发光二极管例如设置在基板上，以便于多个发光二极管的统一控制。

举例而言，漫射板设置在发光组件121与分光镜122之间，用于增加发光组件121的发光均匀性。

在一些实施方式中，分光镜122还用于将目标物体20的第一表面反射的光部分透射向拍摄装置110。

示例性的，分光镜122设置在发光组件121的发光方向一侧例如分光镜122部分或完全设置在拍摄装置110的拍摄区域内。举例而言，分光镜122与发光组件121的发光方向成45°角设置，并且分光镜122与拍摄装置110的拍摄方向成45°角设置。可以理解的，第一光源120向目标物体20的第一表面发射平行同轴光束。

请参阅图4，图4为本申请一实施例涉及的第一光源120的光路示意图。

如图4所示，当第一光源120中的发光组件121发光时，分光镜122将发光组件121发出的光部分反射向目标物体20的第一表面。基于目标物体20的不透光高反光性质，目标物体20的第一表面将分光镜122反射向目标物体20的第一表面的光再次反射向分光镜122，分光镜122则将目标物体20的第一表面反射的光部分透射到拍摄装置110中，从而成像装置140根据拍摄装置110的图像得到的目标物体20的图像为目标物体20的第一表面呈现为白色。

请参阅图6，图6为目标物体20第一表面划伤时的图像。

如图6所示，若目标物体20的第一表面存在不平整特征的划伤，则划伤所在的位置无法将分光镜122反射向目标物体20的第一表面的光再次反射向分光镜122，分光镜122也就无法将目标物体20的第一表面反射的光部分透射到拍摄装置110中，从而成像装置140根据拍摄装置110的图像得到的目标物体20的图像为目标物体20的第一表面的划伤呈现为黑色线状。可以理解的，当第一光源120对目标物体20的第一表面发射光束时，成像装置140得到的目标物体20的图像可以用于凸显出目标物体20的第一表面上的划伤。

请参阅图7，图7为目标物体20第一表面加工有电极时的图像。

如图7所示，目标物体20的第一表面上加工有电极，则电极所在的位置无法将分光镜122反射向目标物体20的第一表面的光再次反射向分光镜122，分光镜122也就无法将目标物体20的第一表面反射的光部分透射到拍摄装置110中，从而成像装置140根据拍摄装置110的图像得到的目标物体20的图像为目标物体20的第一表面的电极呈现为黑色。可以理解的，当第一光源120对目标物体20的第一表面发射光束时，成像装置140得到的目标物体20的图像可以用于凸显出目标物体20的第一表面上加工的电极。

在一些实施方式中，如图3所示，第二光源130与拍摄装置110同轴线设置，且第二光源130发射光束的方向与第二表面垂直。

可选地，第二光源130用于发射波长范围为620nm至780nm的光束。举例而言，目标物体20的大部分区域为不透光高反光材料，仅有较小部分区域可微弱的透过一定量的光时，为保证有足够多的光可以透过目标物体20的较小部分区域，需要选用具备高穿透力的波长的光束。例如，目标物体20为设有电极的铬板，铬板本身为不透光高反光材料，电极区可微弱的透过一定量的光，为保证有足够多的光可透过电极区，需要选用具备高穿透力的波长的光束。

示例性的，第二光源130发射的光束对应的波长包括620nm、625nm、650nm、675nm、700nm、725nm、740nm、780nm中的至少一种。

请参阅图5，图5为本申请一实施例涉及的第二光源130的光路示意图。

如图5所示，当第二光源130向目标物体20的第二表面发射光束时，基于目标物体20的不透光高反光性质，目标物体20的第二表面反射大部分光束，极少光束可以进入拍摄装置110中，从而成像装置140根据拍摄装置110的图像得到的目标物体20的图像为目标物体20的第一表面呈现为黑色。

请参阅图8，图8为目标物体20第一表面加工有电极时的图像。

如图8所示，目标物体20的第一表面上加工有电极，基于电极的性质，电极区可微弱地透过一定量的光，从而成像装置140根据拍摄装置110的图像得到目标物体20的图像为目标物体20的第一表面上的电极区呈现为白色。可以理解的，当第二光源130对目标物体20的第二表面发射光束时，成像装置140得到的目标物体20的图像可以用于凸显出目标物体20的第一表面上加工的电极。

在一些实施方式中，若目标物体20的第一表面上存在不平整特征的划伤，基于划伤并未改变目标物体20的不透光高反光性质，则划伤所在的位置仍然无法将第二光源130向目标物体20的第二表面发射的光束透射进入拍摄装置110，成像装置140根据拍摄装置110的图像得到目标物体20的图像为目标物体20的第一表面仍然呈现为黑色。可以理解的，当第二光源130对目标物体20的第二表面发射光束时，成像装置140得到的目标物体20的图像无法用于区分目标物体20的第一表面上的划伤。

可以理解的，当成像装置140控制第一光源120、第二光源130以预设频率交替对目标物体20发射光束，并控制拍摄装置110在第一光源120或第二光源130向目标物体20发射光束时拍摄时，第一光源120与第二光源130互不影响，从而保证成像装置140根据拍摄装置110的图像得到的目标物体20的图像具有不同的成像效果，提高了分时频闪成像系统100的成像效率。在一定程度上，提高了分时频闪成像系统100采集不同成像效果图像的效率，同时，便于目标物体20的缺陷检测。

在一些实施方式中，分时频闪成像系统100还包括传送装置，传送装置设置于第一光源120与第二光源130之间，传送装置用于承载目标物体20并传送目标物体20通过拍摄装置110的拍摄区域。

可选地，传送装置连接成像装置140，成像装置140用于根据传送装置传送目标物体20的速度对拍摄装置110在相邻时刻拍摄的图像进行拼接，得到目标物体20的图像。

示例性的，拍摄装置110在相邻时刻拍摄图像对应的时间间隔与预设频率相关。

可选地，拍摄装置110为线阵相机，线阵相机的线阵排列方向与传送装置的传送方向垂直。

示例性的，线阵相机的线阵排列方向与传送装置的传送方向垂直，从而，传送装置传送目标物体20时，线阵相机与目标物体20之间存在相对运动。

在一些实施方式中，传送装置以第一方向传送目标物体20，成像装置140根据线阵相机在相邻时刻拍摄的图像以第二方向进行拼接，得到目标物体20的图像，其中，第二方向与第一方向相反，以保证目标物体20的图像与目标物体20本身方向的一致性。

在一些实施方式中，成像装置140控制第一光源120、第二光源130交替的预设频率可以与传送装置传送目标物体20的速度相适应。

请参阅图9，图9为成像装置140得到目标物体20的图像的示意图。

举例而言，传送装置以预设速度匀速传送目标物体20。例如，传送装置传送目标物体20进入线阵相机的拍摄区域，则成像装置140控制第一光源120、第二光源130以预设频率交替对目标物体20发射光束。如图9所示，当第一光源120向目标物体20发射光束时，成像装置140控制线阵相机拍摄目标物体20的第一行图像，当第二光源130向目标物体20发射光束时，成像装置140控制线阵相机拍摄目标物体20的第二行图像，依次类推拍摄目标物体20的多行图像。在相邻时刻，线阵相机拍摄的图像中的目标物体20的位置在传送装置的传送下以预设速度发生变化，因此，成像装置140根据线阵相机在相邻时刻拍摄图像对应的时间间隔和传送装置的传送速度确定线阵相机拍摄的图像中目标物体20的位移，从而可以准确地拼接得到第一光源120对目标物体20发射光束时目标物体20的图像以及第二光源130对目标物体20发射光束时目标物体20的图像，即分时频闪成像系统100对目标物体20的一次成像可获取不同光源波长和/或光源角度和/或光源类型下的凸显目标物体20不同特征的两类目标物体20的图像。

本申请实施例提供的分时频闪成像系统100包括：拍摄装置110，用于拍摄目标物体20的第一表面；第一光源120，与拍摄装置110相邻设置，用于向第一表面发射光束，且发射光束的方向与第一表面成第一预设夹角设置；第二光源130，与第一光源120相邻设置，用于向目标物体20的第二表面发射光束，且发射光束的方向与第二表面成第二预设夹角设置，第二表面为与第一表面相背的表面；成像装置140，与拍摄装置110、第一光源120、第二光源130连接，用于控制第一光源120、第二光源130以预设频率交替对目标物体20发射光束，控制拍摄装置110在第一光源120或第二光源130向目标物体20发射光束时拍摄，以及根据拍摄装置110的图像得到目标物体20的图像，以提高分时频闪成像系统100的成像效率，从而提高缺陷检测系统10的检测效率，并且，有利于降低分时频闪成像系统100的铺设空间和铺设成本。

请参阅图10，图10为本申请实施例提供的一种缺陷检测系统10的示意性框图。

如图10所示，缺陷检测系统10包括：

前述的分时频闪成像系统100；

图像处理装置200，图像处理装置200与分时频闪成像系统100中的成像装置140连接，图像处理装置200用于接收目标物体20的图像并对目标物体20的图像进行缺陷检测，得到缺陷检测结果。

示例性的，图像处理装置200接收第一光源120向目标物体20发射光束时目标物体20的图像和第二光源130向目标物体20发射光束时目标物体20的图像，图像处理装置200可以对上述图像进行相应的缺陷检测，从而可以得到目标物体20的缺陷检测结果。

在一些实施方式中，第一光源120向目标物体20发射光束时目标物体20的图像凸显的目标物体20的特征为目标物体20的第一表面上的划伤和/或电极；第二光源130向目标物体20发射光束时目标物体20的图像凸显的目标物体20的特征为目标物体20的第一表面上的电极。分时频闪成像系统100对目标物体20的一次成像可获取不同光源波长和/或光源角度和/或光源类型下的凸显目标物体20不同特征的两类目标物体20图像，并且，对这两类目标物体20图像进行图像处理运算可以覆盖目标物体20的缺陷检测的多种缺陷类型，大大节省了获取不同目标物体20的图像的时间，有利于提高缺陷检测系统10的检测效率。

在一些实施方式中，基于上述图像，图像处理装置200可以将多张目标物体20的图像进行图像处理运算，从而得到凸显目标物体20的表面划伤、电极异物、电极缺失、电极缺口中的至少一项的图像。示例性的，可以确定目标物体20的第一表面上的表面划伤、电极异物、电极缺失、电极缺口中的至少一项在图像中的位置。

本申请实施例提供的缺陷检测系统10的具体原理和实现方式均与前述实施例的分时频闪成像系统100类似，在此不再赘述。

应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

Claims (10)

1.一种分时频闪成像系统，其特征在于，所述分时频闪成像系统包括：

拍摄装置，用于拍摄目标物体的第一表面；

第一光源，与所述拍摄装置相邻设置，用于向所述第一表面发射光束，且发射光束的方向与所述第一表面成第一预设夹角设置；

第二光源，与所述第一光源相邻设置，用于向所述目标物体的第二表面发射光束，且发射光束的方向与所述第二表面成第二预设夹角设置，所述第二表面为与所述第一表面相背的表面；

成像装置，与所述拍摄装置、所述第一光源、所述第二光源连接，用于控制所述第一光源、所述第二光源以预设频率交替对所述目标物体发射光束，控制所述拍摄装置在所述第一光源或所述第二光源向所述目标物体发射光束时拍摄，以及根据所述拍摄装置的图像得到所述目标物体的图像。

2.根据权利要求1所述的分时频闪成像系统，其特征在于，所述第一光源包括发光组件和分光镜，所述发光组件的发光方向与所述拍摄装置的拍摄方向垂直，所述分光镜与所述发光组件相邻设置，所述分光镜用于将所述发光组件发出的光部分反射向所述第一表面。

3.根据权利要求1所述的分时频闪成像系统，其特征在于，所述第二光源与所述拍摄装置同轴线设置，且所述第二光源发射光束的方向与所述第二表面垂直。

4.根据权利要求1所述的分时频闪成像系统，其特征在于，所述分时频闪成像系统还包括传送装置，所述传送装置设置于所述第一光源与所述第二光源之间，所述传送装置用于承载所述目标物体并传送所述目标物体通过所述拍摄装置的拍摄区域。

5.根据权利要求4所述的分时频闪成像系统，其特征在于，所述传送装置连接所述成像装置，所述成像装置用于根据所述传送装置传送所述目标物体的速度对所述拍摄装置在相邻时刻拍摄的图像进行拼接，得到所述目标物体的图像。

6.根据权利要求4所述的分时频闪成像系统，其特征在于，所述拍摄装置为线阵相机，所述线阵相机的线阵排列方向与所述传送装置的传送方向垂直。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的分时频闪成像系统，其特征在于，所述第一光源用于发射波长范围为380nm至880nm的光束。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的分时频闪成像系统，其特征在于，所述第二光源用于发射波长范围为620nm至780nm的光束。

9.根据权利要求8所述的分时频闪成像系统，其特征在于，所述第二光源发射的光束对应的波长包括620nm、625nm、650nm、675nm、700nm、725nm、740nm、780nm中的至少一种。

10.一种缺陷检测系统，其特征在于，所述缺陷检测系统包括：

如权利要求1至9中任一项所述的分时频闪成像系统；

图像处理装置，所述图像处理装置与所述分时频闪成像系统中的成像装置连接，所述图像处理装置用于接收目标物体的图像并对所述目标物体的图像进行缺陷检测，得到缺陷检测结果。

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