CN221078450U - 图像采集装置及视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种图像采集装置及视觉检测系统，属于图像采集技术领域。图像采集装置适用于目标产品的外观缺陷检测中的图像采集；目标产品具有依次连接的第一区域、第二区域和第三区域，第一区域、第三区域的外观曲率和第二区域的外观曲率不同；图像采集装置包括：第一图像采集组件、第二图像采集组件和第三图像采集组件；第一图像采集组件用于对第一区域进行图像采集，第二图像采集组件用于对第二区域进行图像采集，第三图像采集组件用于对第三区域进行图像采集。本申请的图像采集装置，可以实现对产品侧边等特殊区域的图像采集，提高了视觉检测系统的检测覆盖率。

Description

图像采集装置及视觉检测系统

技术领域

本申请涉及图像采集技术领域，特别涉及一种图像采集装置及视觉检测系统。

背景技术

在工业质检领域，笔记本电脑等电子设备的外观缺陷检测是尤为重要的一环。基于计算机视觉技术(Computer Vision，CV)的视觉检测系统，能够代替人工实现对产品的外观特征的定位、识别和统计等操作，极大的提高了电子设备的外观缺陷检测效率。

但是，相关技术中提供的视觉检测系统，检测覆盖率较低，无法兼顾产品侧边等特殊区域的外观检测项目。

实用新型内容

本申请提供了一种图像采集装置及视觉检测系统，能够解决视觉检测系统检测覆盖率较低，无法兼顾产品侧边等特殊区域的外观检测项目的问题。

所述技术方案如下：

一方面，提供了一种图像采集装置，所述图像采集装置适用于目标产品的外观缺陷检测中的图像采集；

所述目标产品具有依次连接的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域、所述第三区域的外观曲率和所述第二区域的外观曲率不同；

所述图像采集装置包括：第一图像采集组件、第二图像采集组件和第三图像采集组件；

所述第一图像采集组件用于对所述第一区域进行图像采集，所述第二图像采集组件用于对所述第二区域进行图像采集，所述第三图像采集组件用于对所述第三区域进行图像采集。

另一方面，提供了一种视觉检测系统，所述视觉检测系统适用于目标产品的外观缺陷检测；所述视觉检测系统包括本申请所述的图像采集装置，以及缺陷识别单元；

所述缺陷识别单元分别与所述图像采集装置中的所述第一图像采集组件、所述第二图像采集组件和所述第三图像采集组件电性连接，所述缺陷识别单元用于对所述第一图像采集组件、所述第二图像采集组件和所述第三图像采集组件采集的图像进行处理，以对所述目标产品进行缺陷检测。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本申请的图像采集装置，适用于目标产品的外观缺陷检测中的图像采集，图像采集装置针对外观曲率不同的第一区域、第二区域和第三区域分别布置三个图像采集组件，能够分别对第一区域、第二区域和第三区域进行图像采集，从而可以实现对产品侧边等复杂曲率的特殊区域的图像采集，从而有利于提高了视觉检测系统的检测覆盖率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请实施例提供的图像采集装置及视觉检测系统的结构示意图；

图2是本申请另一实施例提供的图像采集装置及视觉检测系统的结构示意图；

图3是本申请另一实施例提供的图像采集装置及视觉检测系统的结构示意图。

图中的附图标记分别表示为：

100、待检测表面；

1001、第一区域；1002、第二区域；1003、第三区域；1004、第四区域；

1、图像采集装置；

11、第一图像采集组件； 111、第一相机； 112、第一镜头；

12、第二图像采集组件； 121、第二相机； 122、第二镜头；

13、第三图像采集组件； 131、第三相机； 132、第三镜头；

14、第四图像采集组件； 141、第四相机； 142、第四镜头；

15、第一同轴光源；

16、第二同轴光源；

17、第三同轴光源；

18、第四同轴光源；

2、缺陷识别单元；

3、光源控制单元；

4、条形光源；

5、移动机构。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。

除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。

计算机视觉(Computer Vision)是一种利用计算机和数学方法对数字图像和视频进行处理和分析的技术。它主要涉及图像处理、模式识别、机器学习等多个领域，旨在使计算机能够模拟人类视觉系统，实现对图像和视频的理解、分析和认知。

在笔记本电脑等电子设备的生产过程中，会产生诸如碰伤、划伤等数十项外观类的缺陷，尤其是针对笔记本的侧边区域，经常存在碰伤、划伤、异色等外观缺陷。

相关技术中的视觉检测设备，通常只能对平整表面进行外观缺陷检测，面对特殊区域的外观缺陷检测时，只能通过灵动仪等移动式扫描设备进行多点位扫描，但是这种方案存在设备成本较高，节拍周期长等问题，使得产品侧边等特殊区域的外观缺陷检测仍普遍采用人工目检的检测方案。人工目检的方案存在人工成本高、工作效率低、指标受情绪化波动、人工昼夜班工作状态差、标准化无法把控等问题。

因此，本申请提供了一种视觉检测系统，适用于目标产品的外观缺陷检测，可以实现对产品侧边等特殊区域的外观缺陷检测，提高了视觉检测系统的检测覆盖率。

本申请视觉检测系统适用于电子设备的外观缺陷检测。电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表、智能头盔、智能眼镜等，本申请实施例对此并不限定。

在一些情况下，电子设备可以执行多种功能(例如，播放音乐，显示视频，存储图片以及接收和发送电话呼叫)。如果需要,电子设备可以是诸如蜂窝电话、媒体播放器、其他手持设备、腕表设备、吊坠设备、听筒设备或其他紧凑型便携式的设备。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

结合图1和图2所示，本实施例提供了一种图像采集装置，图像采集装置1适用于目标产品的外观缺陷检测中的图像采集。

目标产品具有依次连接的第一区域1001、第二区域1002和第三区域1003，第一区域1001、第三区域1003的外观曲率和第二区域1002的外观曲率不同；图像采集装置1包括：第一图像采集组件11、第二图像采集组件12和第三图像采集组件13；第一图像采集组件11用于对第一区域1001进行图像采集，第二图像采集组件12用于对第二区域1002进行图像采集，第三图像采集组件13用于对第三区域1003进行图像采集。

本实施例的视觉检测系统，适用于目标产品的外观缺陷检测中的图像采集，图像采集装置1针对目标产品表面的外观曲率不同的第一区域1001、第二区域1002和第三区域1003分别布置三个图像采集组件，能够分别对第一区域1001、第二区域1002和第三区域1003进行图像采集，从而可以实现对产品侧边等复杂曲率的特殊区域的图像采集，从而有利于提高了视觉检测系统的检测覆盖率。

本实施例的图像采集装置1，通过对侧边区域按照外观曲率进行合理的划分，图像采集装置1对划分后的区域进行单独的图像采集，大大降低了图像采集装置1对复杂区域外观图像的采集难度，从而只需要简单的结构和较低的设备成本就可以实现侧边区域等特殊区域的外观缺陷检测。

结合图1所示，在一些实施例中，第一图像采集组件11包括第一相机111和第一镜头112，第一镜头112位于第一相机111的进光侧，第一相机111和第一镜头112的轴线与第一区域1001的其中一条法线重合。

第二图像采集组件12包括第二相机121和第二镜头122，第二镜头122位于第二相机121的进光侧，第二相机121和第二镜头122的轴线与第二区域1002的其中一条法线重合。

第三图像采集组件13包括第三相机131和第三镜头132，第三镜头132位于第三相机131的进光侧，第三相机131和第三镜头132的轴线与第三区域1003的其中一条法线重合。

通过上述布置，第一图像采集组件11能够利用第一相机111和第一镜头112对第一区域1001进行高质量的图像采集，第二图像采集组件12能够利用第二相机121和第二镜头122对第二区域1002进行高质量的图像采集，第三图像采集组件13能够利用第三相机131和第三镜头132对第三区域1003进行高质量的图像采集，从而有利于提高三个区域的外观缺陷检测效果的准确性。

在一些可能的实现方式中，第一相机111和第一镜头112的轴线，与第一区域1001的中心法线重合，从而可以进一步的确保第一图像采集组件11能够对第一区域1001进行全方位的图像采集。

在另一些可能的实现方式中，第二相机121和第二镜头122的轴线，与第二区域1002的中心法线重合，从而可以进一步的确保第二图像采集组件12能够对第二区域1002进行全方位的图像采集。

在另一些可能的实现方式中，第一相机111和第一镜头112的轴线，与第三区域1003的中心法线重合，从而可以进一步的确保第一图像采集组件11能够对第三区域1003进行全方位的图像采集。

结合图1所示，在一些实施例中，图像采集装置1还包括第一同轴光源15、第二同轴光源16和第三同轴光源17；第一同轴光源15同轴设于第一镜头112的进光侧，第二同轴光源16同轴设于第二镜头122的进光侧，第三同轴光源17同轴设于第三镜头132的进光侧。

其中，同轴光源是指光源的发光部分与相机、镜头的光轴重合的光源。它的特点是光线发射方向与光轴方向一致，光线呈同心圆状向外辐射，可以提供均匀的照明效果。

利用第一同轴光源15、第二同轴光源16和第三同轴光源17可以分别为三个图像采集组件提供均匀的照明效果。

结合图2所示，在一些实施例中，图像采集装置1还包括光源控制单元3，光源控制单元3分别与第一同轴光源15、第二同轴光源16和第三同轴光源17电性连接，光源控制单元3能够单独控制第一同轴光源15、第二同轴光源16和第三同轴光源17的发光状态。

通过上述布置，第一同轴光源15、第二同轴光源16和第三同轴光源17这三个同轴光源受控于光源控制单元3，光源控制单元3可以对每个同轴光源的发光状态进行单独控制，从而视觉检测系统可以实现多种不同的光效方案，能够适应不同的视觉检测环境，满足不同产品的外观检测需求。

示例性地，第一同轴光源15、第二同轴光源16和第三同轴光源17的发光状态包括但不限于亮度、颜色、频闪效率等等。

结合图2所示，在一些实施例中，目标产品还具有第四区域1004，第四区域1004位于第一区域1001或第三区域1003一侧，且第四区域1004的外观曲率与第一区域1001、第三区域1003的外观曲率不同；图像采集装置1包括第四图像采集组件14，第四图像采集组件14对第四区域1004进行图像采集。

针对部分产品的侧边可能出现的第四区域1004，本实施例的视觉检测系统利用第四图像采集组件14进行单独的图像采集，再由缺陷识别单元2进行第四区域1004的外观缺陷检测。

可选地，第四区域1004与第一区域1001或第三区域1003的外观曲率不同，作为第一区域1001或第三区域1003与电子设备的正面或背面的衔接过渡，其作用可以是增加电子设备的外观美观度，或者提高电子设备壳体的局部强度等。

结合图1所示，在一些实施例中，第四图像采集组件14包括第四相机141和第四镜头142，图像采集装置1还包括第四同轴光源18，第四镜头142位于第四相机141的进光侧，第四相机141和第四镜头142的轴线与第四区域1004的其中一条法线重合；第四同轴光源18同轴设于第四镜头142的进光侧。

通过上述布置，第四图像采集组件14能够利用第四相机141和第四镜头142对第四区域1004进行高质量的图像采集，并由第四同轴光源18提供均匀补光，从而有利于提高第四区域1004的外观缺陷检测效果的准确性。

结合图1、2所示，在一些实施例中，图像采集装置1还包括至少一个条形光源4，至少一个条形光源4沿目标产品的表面的延伸方向布置。

为了进一步的提高图像采集装置1的图像采集效果，布置有条形光源4，该条形光源4沿目标产品的表面的延伸方向布置，从而可以对目标产品的表面进行均匀的补光。其中目标产品的表面的延伸方向可以是电子设备的侧边的延伸方向，也可描述为目标产品的表面的长度方向。

示例性地，条形光源4可以为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)发光结构。

另一示例性地，条形光源4的数量例如为一个、两个、三个等等。所有的条形光源4分别与光源控制单元3电性连接，从而光源控制单元3能够对所有的同轴光源和条形光源4进行控制，这有利于实现更优化的补光效果。

结合图1、2所示，在一些实施例中，条形光源4的数量为多个，第一图像采集组件11、第二图像采集组件12和第三图像采集组件13中的每个图像采集组件都位于相邻两个条形光源4之间，从而条形光源4能够进行均匀的补光。

结合图3所示，在一些实施例中，图像采集装置1包括移动机构5，图像采集装置1和目标产品的其中之一与移动机构5连接，图像采集装置1和目标产品沿目标产品的表面的延伸方向相对移动。

其中，当图像采集装置1与移动机构5连接时，移动机构5能够带动图像采集装置1移动，从而当图像采集装置1沿目标产品的表面的延伸方向运动过程中，图像采集装置1可以实现对全部长度范围内的目标产品的表面进行主动的图像采集，进而实现目标产品的表面的外观缺陷检测。

当目标产品与移动机构5连接时，移动机构5能够带动目标产品移动，从而当目标产品经过图像采集装置1的运动过程中，图像采集装置1可以实现对全部长度范围内的目标产品的表面进行被动的图像采集，进而实现目标产品的表面的外观缺陷检测。

在一些可能的实现实现方式中，移动机构5包括但不限于传送带、机械臂等等。参考图3，移动机构5为传送带，目标产品位于移动机构5上，并能够随移动机构5移动，图像采集装置1固定设置在移动机构5一侧，正对目标产品的运动路径。当目标产品经过图像采集装置1所在位置时，图像采集装置1可以实现对全部长度范围内的目标产品进行被动的图像采集。

在一些实施例中，图像采集装置1还包括触发器，触发器用于控制图像采集装置1相对移动至目标产品上的目标点位时进行图像采集。

本实施例中的触发器能够确保图像采集装置1完成对目标产品目标点位进行图像采集，目标点位包括但不限于两个端点、中点、锁扣位置点等等。

在一些实施例中，第一区域1001、第二区域1002和第三区域1003形成为目标产品的待检测表面100，位于目标产品的侧边区域，待检测表面100的两侧分别为目标产品的正面或背面。示例性地，正面通过第一区域1001衔接于第二区域1002的一侧，背面通过第三区域1003衔接于第二区域1002的另一侧，第二区域1002衔接于第一区域1001和第二区域1002之间。

另一方面，结合图1至图3所示，本实施例提供了一种视觉检测系统，视觉检测系统适用于目标产品的外观缺陷检测；视觉检测系统包括本申请的图像采集装置1，以及缺陷识别单元2。

缺陷识别单元2分别与图像采集装置1的第一图像采集组件11、第二图像采集组件12和第三图像采集组件13电性连接，缺陷识别单元2用于对第一图像采集组件11、第二图像采集组件12和第三图像采集组件13采集的图像进行处理，以对目标产品进行缺陷检测。

本实施例的视觉检测系统采用了本申请的图像采集装置1，具有本申请的全部有益技术效果。

通过本申请的图像采集装置1可以对产品侧边等复杂曲率的特殊区域进行外观效果检测，提高了视觉检测系统的检测覆盖率。

需要说明的，缺陷识别单元2对图像采集装置1采集的图像进行缺陷检测，不涉及计算机程序方面的改进，是借助现有技术提供的图像处理技术和图像分析技术来实现，这包括但不限于图像去噪、图像增强与复原、目标分割、特征提取、特征选择和图像识别等等常规技术手段。

需要指出的是，在本文中提及的“若干个”、“至少一个”是指一个或者多个，“多个”、“至少两个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。

以上所述仅为本申请的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置适用于目标产品的外观缺陷检测中的图像采集；

所述目标产品具有依次连接的第一区域(1001)、第二区域(1002)和第三区域(1003)，所述第一区域(1001)和所述第二区域(1002)的外观曲率不同，所述第三区域(1003)的外观曲率和所述第二区域(1002)的外观曲率不同；

所述图像采集装置(1)包括：第一图像采集组件(11)、第二图像采集组件(12)和第三图像采集组件(13)；

所述第一图像采集组件(11)用于对所述第一区域(1001)进行图像采集，所述第二图像采集组件(12)用于对所述第二区域(1002)进行图像采集，所述第三图像采集组件(13)用于对所述第三区域(1003)进行图像采集。

2.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述第一图像采集组件(11)包括第一相机(111)和第一镜头(112)，所述第一镜头(112)位于所述第一相机(111)的进光侧，所述第一相机(111)和第一镜头(112)的轴线与所述第一区域(1001)的其中一条法线重合；

所述第二图像采集组件(12)包括第二相机(121)和第二镜头(122)，所述第二镜头(122)位于所述第二相机(121)的进光侧，所述第二相机(121)和第二镜头(122)的轴线与所述第二区域(1002)的其中一条法线重合；

所述第三图像采集组件(13)包括第三相机(131)和第三镜头(132)，所述第三镜头(132)位于所述第三相机(131)的进光侧，所述第三相机(131)和第三镜头(132)的轴线与所述第三区域(1003)的其中一条法线重合。

3.根据权利要求2所述的图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置(1)还包括第一同轴光源(15)、第二同轴光源(16)和第三同轴光源(17)；所述第一同轴光源(15)同轴设于所述第一镜头(112)的进光侧，所述第二同轴光源(16)同轴设于所述第二镜头(122)的进光侧，所述第三同轴光源(17)同轴设于所述第三镜头(132)的进光侧。

4.根据权利要求3所述的图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置(1)还包括光源控制单元(3)，所述光源控制单元(3)分别与所述第一同轴光源(15)、所述第二同轴光源(16)和所述第三同轴光源(17)电性连接，所述光源控制单元(3)能够单独控制所述第一同轴光源(15)、所述第二同轴光源(16)和所述第三同轴光源(17)的发光状态。

5.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述目标产品还具有第四区域(1004)，所述第四区域(1004)位于所述第一区域(1001)或所述第三区域(1003)一侧；

当所述第四区域(1004)位于所述第一区域(1001)一侧时，所述第四区域(1004)的外观曲率与所述第一区域(1001)的外观曲率不同；

当所述第四区域(1004)位于所述第三区域(1003)一侧时，所述第三区域(1003)的外观曲率不同；

所述图像采集装置(1)包括第四图像采集组件(14)，所述第四图像采集组件(14)对所述第四区域(1004)进行图像采集。

6.根据权利要求5所述的图像采集装置，其特征在于，所述第四图像采集组件(14)包括第四相机(141)和第四镜头(142)，所述图像采集装置(1)还包括第四同轴光源(18)，所述第四镜头(142)位于所述第四相机(141)的进光侧，所述第四相机(141)和第四镜头(142)的轴线与所述第四区域(1004)的其中一条法线重合；所述第四同轴光源(18)同轴设于所述第四镜头(142)的进光侧。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置(1)还包括至少一个条形光源(4)，所述至少一个条形光源(4)沿所述目标产品的表面的延伸方向布置。

8.根据权利要求7所述的图像采集装置，其特征在于，所述条形光源(4)的数量为多个，所述第一图像采集组件(11)、所述第二图像采集组件(12)和所述第三图像采集组件(13)中的每个图像采集组件都位于相邻两个所述条形光源(4)之间。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置(1)还包括移动机构(5)，所述图像采集装置(1)和所述目标产品的其中之一与所述移动机构(5)连接，所述图像采集装置(1)和所述目标产品沿所述目标产品的表面的延伸方向相对移动。

10.根据权利要求9所述的图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置(1)还包括触发器，所述触发器用于控制所述图像采集装置(1)相对移动至所述目标产品的表面上的目标点位时进行图像采集。

11.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述第一区域(1001)、所述第二区域(1002)和所述第三区域(1003)位于所述目标产品的侧边区域，其中所述第一区域(1001)与所述目标产品的正面衔接，所述第三区域(1003)与所述目标产品的背面衔接，所述第二区域(1002)衔接于所述第一区域(1001)和所述第三区域(1003)之间。

12.一种视觉检测系统，其特征在于，所述视觉检测系统适用于目标产品的外观缺陷检测；所述视觉检测系统包括权利要求1至11中任一项所述的图像采集装置(1)，以及缺陷识别单元(2)；

所述缺陷识别单元(2)分别与所述图像采集装置(1)中的所述第一图像采集组件(11)、所述第二图像采集组件(12)和所述第三图像采集组件(13)电性连接，所述缺陷识别单元(2)用于对所述第一图像采集组件(11)、所述第二图像采集组件(12)和所述第三图像采集组件(13)采集的图像进行处理，以对所述目标产品进行缺陷检测。