ES2216536T3 - Aparato para la deteccion de imagenes de superficies e inspeccion de superficies de estructuras tridimensionales. - Google Patents
Aparato para la deteccion de imagenes de superficies e inspeccion de superficies de estructuras tridimensionales.Info
- Publication number
- ES2216536T3 ES2216536T3 ES99932176T ES99932176T ES2216536T3 ES 2216536 T3 ES2216536 T3 ES 2216536T3 ES 99932176 T ES99932176 T ES 99932176T ES 99932176 T ES99932176 T ES 99932176T ES 2216536 T3 ES2216536 T3 ES 2216536T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- images
- image
- translation
- path
- medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/952—Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Image Input (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Road Signs Or Road Markings (AREA)
- Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
Abstract
Un aparato para proporcionar una representación en dos dimensiones (114) de la superficie (111) de un objeto de tres dimensiones (101) que comprende: Un medio (120) para trasladar el objeto (101) a lo largo de una trayectoria, y medios (120) para hacer girar simultáneamente el objeto (101) alrededor de, al menos, uno de sus ejes (113); Un medio (103) para detectar la representación (114) de dos dimensiones; Un medio (104) para formar en imágenes una porción (106) de la superficie (111) del objeto (101) en una porción (107) del medio detector (103), siendo trasladable el medio (104) de formación de imágenes a lo largo de un trayecto paralelo al trayecto del objeto (101), seleccionándose la velocidad de traslación del objeto (101), del medio (120) de traslación y del medio (104) de formación de imágenes y de la rotación del objeto (101) de manera que la combinación del movimiento rotacional y de traslación del objeto (101) y del medio (104) de formación de imágenes produzca imágenes sucesivasde porciones adyacentes de la superficie (111) del objeto (101) del cual se van a formar imágenes en porciones sucesivas del medio detector (103), cuando el objeto (101) se desplaza a lo largo de una porción del trayecto del objeto (101), con lo cual captura una imagen (114) de dos dimensiones de la superficie (111) del objeto (101).
Description
Aparato para la detección de imágenes de
superficies e inspección de superficies de estructuras
tridimensionales.
Esta invención se refiere a un aparato para
detectar imágenes de estructuras de tres dimensiones, para la
inspección automática y otras aplicaciones.
En un sistema conocido de tratamiento de
imágenes, se utilizan cámaras matriciales (es decir, cámaras de
exploración de superficies) en base a sensores tales como un
dispositivo acoplado en carga (CCD) que utiliza una agrupación de
dos dimensiones de elementos sensores. Las cámaras matriciales son
ampliamente utilizadas en cámaras de vídeo, cámaras de TV en
circuito cerrado (CCTV) y grabadores de vídeo, y se pueden utilizar
para capturar imágenes de estructuras de tres dimensiones.
Un problema cuando se utiliza una cámara
matricial es que solamente será visible a la cámara parte de la
estructura de tres dimensiones. Por ejemplo, cuando se realiza la
formación de imágenes de la superficie de un cilindro o de una
esfera, la cámara solamente verá la superficie más próxima a la
cámara y no podría ver los lados o las superficies traseras. Esto
significa que se necesitará un número múltiple de imágenes para
construir una imagen completa de la totalidad de la estructura. En
una aplicación práctica tal como un sistema de inspección
automático, esto es una desventaja puesto que la captura y el
procesamiento de imágenes múltiples suponen una carga de
procesamiento más pesada, impactando por lo tanto en el coste del
sistema, respecto a lo que se produciría el caso de una única
imagen.
Un segundo problema cuando se utiliza una cámara
matricial es que cualquier área no plana de la estructura se
proyectará en el sensor de una manera distorsionada. Por ejemplo,
las paredes de una estructura cilíndrica o esférica producirán
distorsión de la imagen cuando las superficies se curvan
separándose de la cámara. Esto significa que el sistema de
procesamiento de imágenes se debe corregir en lo que se refiere a
esta distorsión cuando se inspeccionan imágenes que contienen
detalles superficiales, por ejemplo caracteres impresos en la
superficie. Este tipo de corrección significa un incremento en la
complejidad y por lo tanto un coste incrementado en el sistema de
procesamiento de imágenes.
Un tercer problema cuando se utiliza una cámara
matricial es que se hace necesario enlosar conjuntamente múltiples
imágenes. Esto se aplica cuando la superficie que está formando
imágenes contiene patrones en los que se pueden montar, una sobre
otra, dos o más de imágenes múltiples y se hace necesario enlosar
(es decir, empalmar entre si) estas imágenes para reconstruir la
imagen completa. Esto produce una complejidad adicional
significativa en el sistema de procesamiento de las imágenes e
introduce el riesgo de que se puedan crear "artefactos de
empalme" parásitos en la imagen reconstruida.
En otro sistema sensor de imágenes conocido, se
utiliza una cámara de exploración por líneas para capturar una
imagen de una estructura de tres dimensiones. Se dispone la cámara
de exploración por líneas para formar una imagen de una porción
estrecha larga de la estructura. Después de un tiempo de integración
adecuado que permite que la imagen se acumule en el sensor de
exploración por líneas, se lee la imagen en la cámara en forma de
una línea de píxeles de imágenes (es decir, de elementos de imagen)
y se transfiere a un almacenamiento de imágenes y a un sistema de
procesamiento de imágenes. La estructura se dispone para que se
mueva en relación con la cámara, de manera que el proceso se pueda
repetir en una porción estrecha larga adyacente de la estructura, y
eventualmente se obtiene, de una multiplicidad de porciones, una
agrupación de dos dimensiones de píxeles.
Un ejemplo típico del tratamiento de imágenes por
exploración por líneas sería formar la imagen de una superficie
cilíndrica con lo cual se dispone la estructura cilíndrica para que
gire respecto a su eje principal mientras una cámara de exploración
por líneas captura una serie de imágenes lineales a lo largo de la
pared del cilindro en dirección paralela al eje principal.
Un problema con la formación de imágenes por
medio de exploración por líneas es que es ópticamente ineficiente.
La lente de la cámara pueden formar imágenes de un área más ancha
que una porción estrecha de la estructura y los sistemas de
iluminación también iluminarán una porción más ancha de la
estructura. La cámara de exploración por líneas solamente utiliza
una pequeña parte de la imagen disponible y rechaza el resto. Esta
ineficiencia óptica conduce a limitaciones del sistema completo de
formación de imágenes, limitando la velocidad de la captura de
imágenes y demandando una mayor complejidad de iluminación de alta
intensidad.
Un segundo problema con la formación de imágenes
por exploración por líneas es el ensuciamiento de imágenes (es
decir, perturbación de imágenes). En un sistema practico típico, se
dispone la estructura para que se mueva con una velocidad constante
en relación con la cámara, de manera que se obtengan líneas
sucesivas de píxeles en desplazamientos físicos regulares alrededor
de la estructura. Esto significa que cualquier característica en la
superficie de la estructura se estará moviendo en relación con la
cámara y tenderá a desenfocarse en la imagen durante la duración
del tiempo de integración que es utilizado por la cámara. Esto será
más critico con detalles finos en la superficie de la estructura,
tales como pequeños puntos o líneas, cuyo tamaño es similar, o
1-5 veces mayor, al tamaño de los píxeles que están
siendo formados en imagen en la estructura. El efecto completo del
ensuciamiento de la imagen es que la calidad de la imagen capturada
será reducida, produciéndose una pérdida de contraste y una pérdida
de la agudeza de la imagen, que afecta en particular a los detalles
finos tales como puntos y líneas.
El documento US 3.907.438 muestra un sistema de
medición de contorno en el cual se deben determinar ópticamente el
contorno, la textura superficial y la redondez de los miembros
cilíndricos. Específicamente, una cámara con una ranura fija
convierte la superficie cilíndrica en una superficie plana. La
iluminación del dibujo es proporcionada por dos láminas delgadas de
luz en un plan aproximadamente paralelo al eje del cilindro y
tangencial a la superficie.
En una variante conocida de las cámaras de
exploración por líneas -cámaras de integración de retraso temporal
(TDI)- se solucionan algunos de los problemas de la formación por
imágenes en la exploración por líneas. En una cámara de exploración
por línea TDI, se forman imágenes simultáneamente de múltiples
líneas paralelas de píxeles. Esto significa que se incrementa la
anchura del área formada en imágenes, por ejemplo a 8, 16, 32 ó 96
líneas paralelas de píxeles, dependiendo del dispositivo particular
de formación imágenes que se utiliza. En un sistema TDI, se utiliza
un procedimiento de registro de desplazamiento para desplazar la
imagen que está siendo integrada en el sensor, de manera que la
imagen parcialmente integrada en el sensor sigue al movimiento de
la estructura. De esta manera, cada píxel en la lectura habrá sido
expuesto durante 8, 16, 32 ó 96 periodos de reloj. Esto incrementa
la eficiencia óptica del sistema.
Un problema con la formación de imágenes TDI es
que se mantiene presente el ensuciamiento de imágenes por las
mismas razones que en la cámara de exploración por líneas básicas,
lo cual conduce a una pérdida de la agudeza de la imagen y de
contrastes en los detalles finos. Un segundo problema con las
cámaras TDI es su coste relativamente alto debido a sus usos
especializados y los bajos volúmenes consiguientes de
fabricación.
Un problema adicional de las cámaras de
exploración por líneas normales así como de las cámaras de
exploración por líneas TDI es que la formación de imágenes está
restringida a las aplicaciones en las cuales se puede enfocar la
cámara en una línea a lo largo de la estructura de tres dimensiones.
Las consideraciones prácticas dadas de los lentes standard y de las
profundidades de campo (para mantener la agudeza de imagen adecuada
de la imagen) significa que los sistemas de exploración por líneas
son más adecuados a las estructuras de paredes planas, tales como
cilindros, y no están bien adecuadas a superficies más complejas,
por ejemplo a las estructuras esféricas.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un aparato para proporcionar una representación de dos
dimensiones de la superficie de un objeto de tres dimensiones, que
comprende medios para trasladar el objeto a lo largo de una
trayectoria, y medios para hacer girar simultáneamente el objeto
alrededor de, al menos, uno de sus ejes, medios para detectar la
representación de dos dimensiones, medios para realizar la formación
de imágenes de una porción de la superficie del objeto sobre una
porción de los medios sensores, siendo trasladables los medios de
formación de imagen a lo largo de un trayecto paralelo al trayecto
del objeto, seleccionándose las velocidades del medio de traslación
del objeto y del medio de formación de imágenes y de rotación del
objeto de manera que la combinación del movimiento de rotación y de
traslación del objeto y del medio de formación de imágenes produzca
imágenes sucesivas de porciones adyacentes de la superficie del
objeto que va a ser formado en imágenes en porciones sucesivas del
medio sensor, cuando el objeto se desplaza a lo largo de una
porción del trayecto del objeto, con lo cual captura una imagen en
dos dimensiones de la superficie del objeto.
De acuerdo con la invención, también se
proporciona un procedimiento de acuerdo con la reivindicación
10.
La invención se describirá a continuación,
solamente a título de ejemplo, con referencia a los dibujos que se
acompañan en los cuales:
La figura 1 es una vista esquemática en corte
transversal, de una realización de la presente invención para
detectar la superficie de un cilindro;
la figura 2 es una vista esquemática en
perspectiva de la realización de la figura 1;
las figuras 3 (a), (b) y (c) son una serie de
diagramas esquemáticos en corte transversal, que ilustran como se
utiliza la realización de las figuras 1 y 2, para construir una
imagen en el tiempo;
la figura 4 es un diagrama esquemático de bloques
que ilustra los pasos principales en el funcionamiento de la
realización de las figuras 1 y 2, para la inspección automática de
un artículo;
la figura 5 es un diagrama esquemático en corte
transversal de una sección de una realización del medio de manejo
mecánico, utilizado para manejar un articulo que está siendo
inspeccionado; y
la figura 6 es una vista esquemática en
perspectiva de otra realización para la detección de imágenes de
estructuras complejas no cilíndricas.
Un objeto cilíndrico 101 es iluminado por una
fuente de luz 102, de manera que la porción 106 de la superficie
cilíndrica 111 esté iluminada. Un sensor matricial 103 de imágenes
recibe la imagen 114 de la porción 106, en una porción 107 de la
superficie sensora 115, por medio de los lentes 104 y por medio de
una abertura 112 en una placa 105. La abertura 112 es una abertura
alargada de paredes paralelas 112 que tiene un eje longitudinal que
es sustancialmente paralelo al eje principal del cilindro 101. Por
lo tanto, la porción 106 de la superficie cilíndrica 111 que se va a
formar en imágenes en el sensor matricial 103, es una porción
relativamente estrecha y larga que está dispuesta a lo largo del
lado del cilindro 101 en una dirección sustancialmente paralela al
eje principal 113 del cilindro. Además la imagen 114 recibida por el
sensor matricial 103, también es una porción de imagen larga y
relativamente estrecha que se corresponde con la porción iluminada
106.
Se explora la superficie cilíndrica completa 111
del objeto 101, y por lo tanto se forman imágenes por medio del el
sensor matricial 103, disponiendo la traslación mecánica simultanea
y la rotación del objeto 101, y al mismo tiempo, la traslación
mecánica de la placa 105, mientras se dispone el sensor matricial
103 para que tenga un periodo de integración de campo sincronizado
con los ciclos de traslación mecánica y de rotación.
Los detalles de este ciclo mecánico son como
sigue:
Se dispone el objeto cilíndrico 101 para que se
traslade con una velocidad sustancialmente lineal 108, mientras que
gira simultáneamente con una velocidad de rotación 110. Se dispone
la velocidad de rotación 110 de manera que la velocidad superficial
instantánea de la porción formada en imágenes 106 sea
sustancialmente de cero en relación con el lente 104 y con el sensor
matricial 103. Al mismo tiempo, se dispone la placa 105 - y por lo
tanto la abertura 112 -
para que se traslade con una velocidad lineal 109 de manera que el centro de la porción iluminada 106, la abertura 112 y el centro de la lente 104 permanezcan sustancialmente colineales.
para que se traslade con una velocidad lineal 109 de manera que el centro de la porción iluminada 106, la abertura 112 y el centro de la lente 104 permanezcan sustancialmente colineales.
Haciendo girar y trasladar el cilindro 101 y
trasladando la abertura 112, se pueden formar imágenes de la
superficie completa 111 del cilindro 1 en un sensor matricial 103.
La figura 3 ilustra como se puede conseguir esto. El sensor
matricial 103 se restablece en el tiempo Ta, y en dicho momento se
ilumina la superficie cilíndrica 111. A continuación, se forma en
imágenes una porción A de esta superficie cilíndrica 111 sobre una
porción correspondiente A' del sensor matricial 103 a través de la
abertura 12 que se encuentra en una primera posición. Se mantiene
el
sensor matricial 103 en un modo de integración continua durante el resto del ciclo mientras que el cilindro 101 gira progresivamente y forma imágenes progresivamente de las porciones adicionales de la superficie 111, por ejemplo la porción B en el momento Tb, y la porción C en el momento Tc sobre las porciones respectivas B' y C' en la superficie 115 del sensor matricial. Estas porciones respectivas B', C' están separadas espacialmente debido a la translación simultánea de la abertura 112. Una vez que se haya completado una revolución del cilindro 101, se detectará de nuevo la porción A.
sensor matricial 103 en un modo de integración continua durante el resto del ciclo mientras que el cilindro 101 gira progresivamente y forma imágenes progresivamente de las porciones adicionales de la superficie 111, por ejemplo la porción B en el momento Tb, y la porción C en el momento Tc sobre las porciones respectivas B' y C' en la superficie 115 del sensor matricial. Estas porciones respectivas B', C' están separadas espacialmente debido a la translación simultánea de la abertura 112. Una vez que se haya completado una revolución del cilindro 101, se detectará de nuevo la porción A.
Realizando esta combinación de rotación y
traslación se forman imágenes de las porciones sucesivas de la
superficie cilíndrica 111, sobre porciones sucesivas
correspondientes del sensor matricial 103, y por lo tanto, el efecto
total de estas disposiciones mecánicas y de sensores es que la
superficie del cilindro se expone en una base de incremento
continuo alrededor de la pared del cilindro y que se recibe una
imagen correspondiente de la superficie en una base de incremento
continuo en el sensor matricial 103.
Para realzar la exploración de la superficie
completa en una aplicación automatizada, un aparato puede funcionar
de acuerdo con los pasos establecidos en la figura 4. El objeto que
se va a explorar y del que se van a formar imágenes, es decir, el
cilindro 101 que se ha descrito más arriba, es hecho girar y se le
traslada por un primer medio de manejo mecánico 120 y se traslada
la placa 105 por un segundo medio de manejo mecánico 121. Los medios
primero y segundo de manejo mecánico 120, 121 están sincronizados
conjuntamente por un medio de sincronización 122, de manera que se
mantenga la colinealidad de la porción de imagen formada requerida
106, de la abertura 112 y del centro del lente 104. El medio de
sincronización 122 también controla el ciclo de exposición del
sensor matricial 103, de manera que se efectúe una reposición en el
inicio de un nuevo ciclo y se mantenga la exposición durante el
resto del ciclo mientras se detecta la superficie cilíndrica
requerida 111.
La figura 5 ilustra una realización mecánica de
un aparato para explorar un objeto, tal como un cilindro, como se
ha descrito más arriba.
La traslación y la rotación del cilindro 101 y de
la abertura 112 se realizan como sigue:
El cilindro 101 se encuentra montado libremente
para que efectúe la rotación respecto a su eje longitudinal,
principal, en una jaula cilíndrica 133, y su superficie 111 se
apoya en un tambor cilíndrico 130 al cual se le hace girar
alrededor de su eje principal (no mostrado) en la dirección de la
flecha en la figura 5. La superficie exterior 131 del tambor 130 se
encuentra en contacto con la superficie cilíndrica 111 de manera
que, cuando el tambor 130 gira, imparta una fuerza de giro a la
jaula cilíndrica 133 haciendo que la misma gire. Esto también se
ilustra por medio de las flechas en la figura 5. El cilindro 101
está limitado por una abertura 134 en la jaula cilíndrica. Se hace
girar la jaula 133 respecto a su eje principal que coincide con el
eje de principio del tambor. Un tambor ranurado 135, al que también
se le hace girar alrededor de su eje principal coincidente con los
otros ejes que se han mencionado con anterioridad, implementa la
función de la placa 105 como se ha descrito con anterioridad,
correspondiéndose una abertura 136 en el tambor ranurado 135 con la
abertura 112 que se ha descrito más arriba, y la rotación del
tambor ranurado 135 efectúa la traslación de la abertura 136. El
tambor cilíndrico 130 y la jaula 133, junto con su medio de
accionamiento asociado, se corresponden con el primer medio de
manejo mecánico. Se hace girar al tambor ranurado 135 con el
segundo medio de manejo 121. Se pueden entonces disponer fácilmente
unos accionamientos mecánicos, por ejemplo motores y engranajes
conocidos por las personas especialistas en la técnica, para acoplar
los tres elementos rotativos (tambor de fricción 130, jaula 133 y
tambor ranurado 135) de una manera sincronizada para producir la
rotación requerida del objeto bajo inspección. Se pueden disponer
fácilmente unos dispositivos eléctricos, por ejemplo codificadores
rotativos conocidos por las personas especialistas en la técnica,
para sincronizar el ciclo mecánico con la exposición de la cámara. A
continuación, la imagen en dos dimensiones capturada por el sensor
matricial 103 es procesada utilizando cualquier técnica de
procesamiento de formación de imágenes adecuada en el almacén de
imágenes y en el dispositivo de procesamiento 123. Si la imagen se
utiliza para realizar una comparación con una imagen de referencia,
entonces se puede utilizar un dispositivo de aceptación/rechazo 124
para aceptar o rechazar el objeto si el mismo varía respecto a la
imagen de referencia.
Haciendo referencia a la figura 6, se muestra una
realización adicionalmente preferente de la presente invención, que
ilustra como la invención no está restringida a la detección de
imágenes de estructuras cilíndricas, sino que se puede extender a
muchas otras formas de estructuras de tres dimensiones. Para
detectar una estructura de tres dimensiones más compleja, tal como
la que se ilustra en la figura 6, se explora la estructura 201 en
una dirección horizontal para generar un número de secciones 204
formadas en imágenes, siendo cada sección en forma de una banda
horizontal, explorándose secuencialmente cada banda en una
dirección vertical, esto es, explorando en primer lugar en una
dirección horizontal y a continuación, moviéndose verticalmente para
explorar horizontalmente de nuevo a lo largo de una banda vertical
adyacente 204', y continuando de esta manera hasta que toda la
estructura se haya explorado y se hayan formado imágenes, con lo
cual se construye una imagen completa de la estructura 201. El
procedimiento actual de "desenvolver" la superficie para
proporcionar la imagen es el mismo que se ha descrito más arriba,
pero en este caso, a continuación se combina un número de imágenes
"desenvueltas" para producir la imagen final del conjunto de la
superficie. En lo que a esto se refiere, el plano de abertura 104
no solamente se mueve en una dirección horizontal, sino que debe
poder moverse también en una dirección vertical, con el fin de
realizar la exploración secuencialmente en la dirección vertical.
Con el fin de explorar estructuras más complejas, la estructura 201
tiene que ser girada y trasladada alrededor y a lo largo de más
ejes que en la primera realización que se ha descrito con
anterioridad. Para estructuras más complejas, habrá una rotación
respecto a tres ejes ortogonales 203, 205, 206, como se ilustra en
la figura 6, así como una traslación a lo largo de estos ejes. Para
una estructura menos compleja, por ejemplo un cono o cilindro
truncado, la estructura no tiene que ser girada y trasladarse
alrededor y a lo largo de todos estos ejes. En la figura 6, la
placa de abertura 105 tiene una abertura cuadrada o rectangular 112
con bordes superiores y de fondo biselados. Los bordes biselados
desenfocan los bordes de la imagen de la sección 204 construyendo
un límite de transición entre la imagen y los píxeles circundantes,
de manera que la imagen se desdibuje gradualmente fuera del borde.
De esta manera, cuando se procesan conjuntamente dos secciones
adyacentes horizontales formadas en imágenes, los bordes
superpuestos de las bandas adyacentes están libres de separaciones
repentinas o de superposiciones de doble exposición.
Será obvio a las personas especialistas en la
técnica que son posibles varias modificaciones en el alcance de la
presente invención, como se reivindica. Por ejemplo, se puede
utilizar cualquier técnica de procesamiento de imágenes adecuada,
así como otros sensores de imágenes adecuados. La traslación y la
rotación de los distintos componentes pueden ser efectuadas por
cualquier medio adecuado.
Claims (13)
1. Un aparato para proporcionar una
representación en dos dimensiones (114) de la superficie (111) de
un objeto de tres dimensiones (101) que comprende:
Un medio (120) para trasladar el objeto (101) a
lo largo de una trayectoria, y medios (120) para hacer girar
simultáneamente el objeto (101) alrededor de, al menos, uno de sus
ejes (113);
Un medio (103) para detectar la representación
(114) de dos dimensiones;
Un medio (104) para formar en imágenes una
porción (106) de la superficie (111) del objeto (101) en una
porción (107) del medio detector (103), siendo trasladable el medio
(104) de formación de imágenes a lo largo de un trayecto paralelo al
trayecto del objeto (101), seleccionándose la velocidad de
traslación del objeto (101), del medio (120) de traslación y del
medio (104) de formación de imágenes y de la rotación del objeto
(101) de manera que la combinación del movimiento rotacional y de
traslación del objeto (101) y del medio (104) de formación de
imágenes produzca imágenes sucesivas de porciones adyacentes de la
superficie (111) del objeto (101) del cual se van a formar imágenes
en porciones sucesivas del medio detector (103), cuando el objeto
(101) se desplaza a lo largo de una porción del trayecto del objeto
(101), con lo cual captura una imagen (114) de dos dimensiones de
la superficie (111) del objeto (101).
2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el aparato incluye, además, un medio (124) para comparar
la imagen capturada (114) con una imagen de referencia, para
detectar desviaciones en la superficie (111) del objeto respecto a
la de la imagen de referencia, y de esta manera aceptar o rechazar
el objeto (101) en base a esta comparación.
3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1
ó la reivindicación 2, en el que el trayecto del objeto (101) es un
trayecto curvado y el objeto (101) es rotativo alrededor de su eje
longitudinal (113).
4. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, un medio
(122) para sincronizar la traslación y la rotación del objeto
(101), la traslación del medio (104) de formación de imágenes, y la
velocidad de funcionamiento del medio detector (103) para
proporcionar la representación (114) de dos dimensiones.
5. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el medio sensor (103)
es operativo para recibir la porción (106) en imágenes del objeto de
la superficie (111) del objeto (101), y proporcionar una señal
representativa de la imagen, comprendiendo el aparato, además,
medios acoplados al medio sensor (103), para procesar (123) la
señal del medio sensor (103).
6. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 5,
en el que el medio (123) de procesamiento de imágenes incluye un
medio (123) de almacenamiento de imágenes.
7. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el medio de proyección de
imágenes comprende un medio (105) de máscara con una abertura (112)
rectangular estrecha que se encuentra dispuesta en el mismo.
8. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el objeto (101) es rotativo y
trasladable en relación con, al menos, dos ejes ortogonales (203,
205, 206) y el medio sensor (103) es trasladable en dos direcciones
ortogonales con lo cual se produce una multiplicidad de porciones
adyacentes de la superficie de la imagen, combinándose esta
multiplicidad de imágenes adyacentes para proporcionar una imagen
total de la superficie (111) del objeto (106).
9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que el medio de formación de imágenes (104) comprende un
medio (105) de máscara con una abertura (112) con bordes superior y
de fondo biselados dispuestos en la misma.
10. Un procedimiento para generar una
representación (114) de dos dimensiones de la superficie (111) de
un objeto (101) de tres dimensiones, comprendiendo el procedimiento
los pasos de:
Trasladar el objeto (101) a lo largo de una
trayectoria, mientras se hace girar simultáneamente el objeto
alrededor de, al menos, uno de sus ejes (113);
formar imágenes de una porción (106) de la
superficie (111) del objeto (101) por medio de un medio de
formación de imágenes (104), sobre una porción (107) de un medio
para detectar (103) la representación (113) en dos dimensiones;
trasladar el medio (104) de formación de imágenes
a lo largo de un trayecto paralelo al trayecto del objeto (101), y
seleccionar las velocidades de traslación del medio (120) de
traslación del objeto (101) y del medio (104) de formación de
imágenes, y de rotación del objeto (101), de manera que la
combinación del movimiento rotacional y de traslación del objeto
(101) y del medio de formación de imágenes (104) produzca imágenes
sucesivas de porciones adyacentes de la superficie (111) del objeto
para formar imágenes en porciones sucesivas del medio sensor (103)
cuando el objeto se desplaza a lo largo de una porción del trayecto
del objeto, con lo cual captura una imagen (114) de dos dimensiones
de la superficie (111) del objeto (101).
11. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 10, que comprende, además, los pasos de comparar la
imagen capturada con una imagen de referencia para detectar
desviaciones en la superficie (111) del objeto respecto a la imagen
de referencia, y aceptar o rechazar el objeto (101) en base a esta
comparación.
12. Un procedimiento de acuerdo a las
reivindicaciones 10 y 11, en el que el trayecto del objeto es un
trayecto curvo, y el objeto (101) es rotado respecto a su eje
longitudinal (113).
13. Un procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 10 a 12, que comprende, además, el paso de
sincronizar la traslación y la rotación del objeto (101), la
traslación del medio (104) de tratamiento de imágenes y la velocidad
de funcionamiento del medio sensor (103) para proporcionar la
representación (114) de dos dimensiones.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/150,770 US6393141B1 (en) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | Apparatus for surface image sensing and surface inspection of three-dimensional structures |
US150770 | 2002-05-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2216536T3 true ES2216536T3 (es) | 2004-10-16 |
Family
ID=22535920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES99932176T Expired - Lifetime ES2216536T3 (es) | 1998-09-10 | 1999-07-01 | Aparato para la deteccion de imagenes de superficies e inspeccion de superficies de estructuras tridimensionales. |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6393141B1 (es) |
EP (1) | EP1112473B1 (es) |
JP (1) | JP4152077B2 (es) |
KR (1) | KR100629986B1 (es) |
CN (1) | CN1154836C (es) |
AT (1) | ATE262160T1 (es) |
AU (1) | AU753652B2 (es) |
CA (1) | CA2343390C (es) |
DE (1) | DE69915655T2 (es) |
DK (1) | DK1112473T3 (es) |
ES (1) | ES2216536T3 (es) |
ID (1) | ID28531A (es) |
PT (1) | PT1112473E (es) |
WO (1) | WO2000016038A1 (es) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9720864D0 (en) * | 1997-10-01 | 1997-12-03 | Univ Nottingham Trent | Line-scan imaging in 3-d |
AU2002351400A1 (en) * | 2001-12-28 | 2003-07-24 | Applied Precision, Llc | Dual-axis scanning system and method |
WO2003083510A1 (en) * | 2002-04-02 | 2003-10-09 | Institut National D'optique | Sensor and method for range measurements using a tdi device |
US20040184653A1 (en) * | 2003-03-20 | 2004-09-23 | Baer Richard L. | Optical inspection system, illumination apparatus and method for use in imaging specular objects based on illumination gradients |
US7352892B2 (en) * | 2003-03-20 | 2008-04-01 | Micron Technology, Inc. | System and method for shape reconstruction from optical images |
DE102004007829B4 (de) * | 2004-02-18 | 2007-04-05 | Isra Vision Systems Ag | Verfahren zur Bestimmung von zu inspizierenden Bereichen |
US7724943B2 (en) * | 2004-04-21 | 2010-05-25 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Rapid and robust 3D/3D registration technique |
NO327576B1 (no) * | 2006-06-01 | 2009-08-17 | Ana Tec As | Framgangsmate og apparat for analyse av objekter |
ES2556960T3 (es) | 2010-10-08 | 2016-01-21 | Capsugel Belgium Nv | Aparato y método para adquirir una imagen bidimensional de la superficie de un objeto tridimensional |
WO2014074003A1 (ru) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | Артек Европа С.А.Р.Л. | Способ контроля линейных размеров трехмерных объектов |
JP6128219B2 (ja) * | 2013-07-19 | 2017-05-17 | 株式会社ニコン | 形状測定装置、構造物製造システム、形状測定方法、構造物製造方法、形状測定プログラム、及び記録媒体 |
JP6988592B2 (ja) * | 2018-03-13 | 2022-01-05 | オムロン株式会社 | 画像検査装置、画像検査方法及び画像検査プログラム |
KR102289077B1 (ko) * | 2020-03-17 | 2021-08-11 | 주식회사 포스코 | 회전롤의 표면 흠 탐상장치 및 탐상방법 |
DE102021109998B3 (de) | 2021-04-20 | 2022-04-07 | Heye International Gmbh | Verfahren zur Fehlerinspektion eines dreidimensionalen Objektes |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3907438A (en) | 1973-06-22 | 1975-09-23 | Gen Electric | Contour measuring system for cylinders |
US4874940A (en) * | 1988-01-11 | 1989-10-17 | Brockway, Inc. (N.Y.) | Method and apparatus for inspection of a transparent container |
JPH01299443A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-04 | Kirin Brewery Co Ltd | 光軸変更式壜検査装置 |
US4972091A (en) * | 1989-05-16 | 1990-11-20 | Canadian Patents And Development Limited/Societe Canadienne Des Brevets Et D'exploitation Limitee | Method and apparatus for detecting the presence of flaws in a moving sheet of material |
DE4136326A1 (de) | 1990-12-11 | 1992-06-17 | Leica Aarau Ag | Verfahren zur pruefung der oberflaeche von torusfoermigen oder kugelfoermigen koerpern sowie vorrichtungen zu dessen durchfuehrung |
US5210591A (en) | 1991-08-02 | 1993-05-11 | Hughes Aircraft Company | Interferometric ball bearing test station |
DE4126405A1 (de) | 1991-08-09 | 1993-02-11 | Bochumer Eisen Heintzmann | Verfahren zum vermessen einer schraubenflaeche an messobjekten |
GB9215832D0 (en) | 1992-07-24 | 1992-09-09 | British Nuclear Fuels Plc | The inspection of cylindrical objects |
US5987159A (en) * | 1996-09-24 | 1999-11-16 | Cognex Corporation | System or method for detecting defect within a semi-opaque enclosure |
-
1998
- 1998-09-10 US US09/150,770 patent/US6393141B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-07-01 ID IDW20010757A patent/ID28531A/id unknown
- 1999-07-01 JP JP2000570528A patent/JP4152077B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-01 DE DE69915655T patent/DE69915655T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-01 ES ES99932176T patent/ES2216536T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-01 PT PT99932176T patent/PT1112473E/pt unknown
- 1999-07-01 AT AT99932176T patent/ATE262160T1/de active
- 1999-07-01 EP EP99932176A patent/EP1112473B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-01 CA CA002343390A patent/CA2343390C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-01 WO PCT/US1999/015011 patent/WO2000016038A1/en active IP Right Grant
- 1999-07-01 DK DK99932176T patent/DK1112473T3/da active
- 1999-07-01 CN CNB99813130XA patent/CN1154836C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-01 KR KR1020017003003A patent/KR100629986B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-07-01 AU AU48539/99A patent/AU753652B2/en not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4152077B2 (ja) | 2008-09-17 |
ATE262160T1 (de) | 2004-04-15 |
CN1325487A (zh) | 2001-12-05 |
DE69915655T2 (de) | 2004-08-12 |
CA2343390A1 (en) | 2000-03-23 |
KR20010075007A (ko) | 2001-08-09 |
US6393141B1 (en) | 2002-05-21 |
JP2002525561A (ja) | 2002-08-13 |
WO2000016038A1 (en) | 2000-03-23 |
AU4853999A (en) | 2000-04-03 |
EP1112473B1 (en) | 2004-03-17 |
KR100629986B1 (ko) | 2006-09-29 |
ID28531A (id) | 2001-05-31 |
PT1112473E (pt) | 2004-07-30 |
DE69915655D1 (de) | 2004-04-22 |
EP1112473A1 (en) | 2001-07-04 |
DK1112473T3 (da) | 2004-07-12 |
CN1154836C (zh) | 2004-06-23 |
AU753652B2 (en) | 2002-10-24 |
CA2343390C (en) | 2007-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2216536T3 (es) | Aparato para la deteccion de imagenes de superficies e inspeccion de superficies de estructuras tridimensionales. | |
US10113977B2 (en) | Apparatus and method for acquiring a two-dimensional image of the surface of a three-dimensional object | |
US10462344B2 (en) | Imaging system having multiple imaging sensors and an associated method of operation | |
KR20120010973A (ko) | 전자 회로의 삼차원 검사 장치 | |
KR20120010972A (ko) | 전자 회로의 광학 검사 장치 | |
JP2002525561A5 (es) | ||
US11995851B2 (en) | Optical surface encoder | |
KR20090078156A (ko) | 거울 광학계를 이용한 용기 측면 촬상 장치 | |
MXPA01002490A (es) | Aparato para detectar imagenes superficiales e inspeccion superficial de estructuras tridimensionales | |
CN108600582A (zh) | 基于数字微镜器件的三维成像装置 | |
CN218994294U (zh) | 实现半导体晶粒两端面非同步成像检测装置 | |
ES2842890T3 (es) | Dispositivo y procedimiento para reconstruir la superficie 3D de la vuelta completa de un sujeto | |
JP2018054577A (ja) | 検査装置及び検査対象物の撮像制御方法 | |
KR20240059701A (ko) | 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈 | |
JPS6342614Y2 (es) | ||
KR100868024B1 (ko) | 리니어 촬상소자를 이용한 고해상도 카메라 장치 및구현방법 | |
RU142002U1 (ru) | Панорамная оптико-электронная система | |
JP3004794B2 (ja) | 表面検査用カメラ機構及び表面検査方法 | |
JP2018124224A (ja) | 3次元形状計測装置、及び、プログラム | |
JPH01278182A (ja) | イメージセンサカメラ | |
TWM552984U (zh) | 螺絲影像檢測裝置 | |
JP2004227278A (ja) | 立設被写体用画像入力装置 | |
JPH0415546A (ja) | 外観検査装置 |