一种机器视觉检测装置的制作方法

本发明涉及检测装置领域，特别涉及一种机器视觉检测装置。

背景技术：

随着技术的快速发展，机器视觉检测较传统的人工视觉检测更为精准高效，机器视觉检测装置被应用在多个领域上，可以应用在制药行业的异物检测装置、饮料行业的异物检测装置或啤酒行业的灌装异物检测装置。

但是目前机器视觉检测装置未能实现全景检测，即只能对被检测容器进行单方向拍摄。如当被检测容器的容量在50ml以下时，一般工业相机能够通过调节采像装置的位置，使得被检测容器在采像的景深范围内，得以检测被检测容器内的全部内容物，如图1所示，这种检测方法的漏检率大约为0.03％；而且大多数机器视觉检测装置的拍摄属于微距拍摄，当被检测容器的容量大于50ml或者被检测容器较宽时，即为大输液容器灌装异物检测时，例如需要检测的容器为硬头软身容器(如直立软瓶(可立袋)、软袋)时，单方向拍摄通常存在部分直立软瓶、软袋内的部分液体不在采像的景深范围内的情况，如图2所示，使得直立软瓶、软袋内的液体必然存在漏检的情况，此时的漏检率高达30～50％，这样极大降低了机器视觉检测的准确性。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术存在漏检的不足和缺陷，提供一种机器视觉检测装置，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种机器视觉检测装置，包括：

用于对被检测容器进行定位的定位装置；

其特征在于，还包括：

在被检测容器外侧设置的至少一组全景采像装置，每一组所述全景采像装置包括：至少两个采像装置，至少两个所述采像装置景深相互组合覆盖该被检测容器内的全部液体范围；

对所述采像装置取得的图像数据进行分析的分析系统。

在本发明的一个优选实施例中，每组所述全景采像装置在采像时与被检测容器保持相互位置关系不变。

在本发明的一个优选实施例中，每组所述全景采像装置中的每一所述采像装置镜头到被检测容器的几何中心之间的距离保持不变。

在本发明的一个优选实施例中，每组所述全景采像装置包括三个采像装置，所述三个采像装置周向分布在被检测容器外侧，所述三个采像装置的镜头光轴垂直经过被检测容器的中轴线。

在本发明的一个优选实施例中，每组所述全景采像装置在采像时与被检测容器保持相互位置关系不变的方式为：

所述全景采像装置固定设置，始终保持静止；

所述定位装置带动被检测容器做步进式运动或脉冲式运动，被检测容器在采像时停顿，待采像完成后继续正向运动。

在本发明的一个优选实施例中，每组所述全景采像装置在采像时与被检测容器保持相互位置关系不变的方式为：

所述定位装置带动被检测容器做匀速运动；

一个或多个机械跟踪机构设置被检测容器外侧，任一所述机械跟踪机构从初始位置开始按着被检测容器运动方向与被检测容器做同步运动，采像完成后返回初始位置，循环往复；

所述全景采像装置设置于所述机械跟踪机构上，以与被检测容器保持同步。

在本发明的一个优选实施例中，每组所述全景采像装置的各采像装置设置在同一机械跟踪机构上。

在本发明的一个优选实施例中，所述每组全景采像装置的各采像装置分别设置在一个及以上机械跟踪机构上。

在本发明的一个优选实施例中，还包括为被检测容器提供光源的光源装置，以对容器内液体进行照明。

在本发明的一个优选实施例中，所述定位装置包括设置在所述机架上的容器输送带或设置在所述机架上的输送转盘上的机械手。

由于采用了如上的技术方案，本发明能够通过至少一组全景采像装置采像装置实现容器全景深覆盖检测，对被检测容器内液体进行全景拍摄，克服了一般工业相机对大于50ml容器的微距采像普遍存在的景深不足而导致的原发性漏检问题，质地提高了检测的准确性，漏检率基本等同于单向采像装置检测50ml以下容器的漏检率，即本发明检测大于50ml容器时的漏检率仅为0.03％左右，最大限度地防止存在异物漏检的情况。再者，本发明还可以有多种工作形式：将至少一组全景采像装置安装在同一机械跟踪机构上，紧凑布局；将至少一组全景采像装置的各采像装置分别布置在不同机械跟踪机构上，便于同步机构轻量化、减少运动震颤。不同组全景采像装置所在的机械跟踪机构之间相互配合也可进行除颤设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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是现有技术的容器全部在景深范围内的结构示意图。

图2是现有技术的容器局部在景深范围内的结构示意图。

图3是本发明一种实施例的俯视图。

图4是本发明另一种实施例的俯视图。

图5是本发明的容器全部在三个采像装置的景深范围内的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

实施例1

参见图3所示的一种机器视觉检测装置，包括用于对被检测容器1进行定位的定位装置100和设置在被检测容器1外侧的至少一组全景采像装置600，每一组全景采像装置600包括至少两个采像装置，至少两个采像装置景深相互组合覆盖该被检测容器1内的全部液体范围。本发明还包括对采像装置取得的图像数据进行分析的分析系统。为了提高检测时的清晰度，保证图像采像过程不像出现虚化，每组全景采像装置600在采像时与被检测容器1保持相互位置关系不变，本实施例中的每组全景采像装置600中的每一采像装置镜头到被检测容器1的几何中心之间的距离保持不变，当然也可以采取其他使得全景采像装置在采像时与被检测容器1保持相互位置关系不变的结构，例如全景采像装置固定设置，始终保持静止，定位装置带动被检测容器做步进式运动或脉冲式运动，被检测容器1在采像时停顿，待采像完成后继续正向运动；或者，又例如：所述定位装置带动被检测容器1做匀速运动，一个或多个机械跟踪机构设置被检测容器1外侧，任一机械跟踪机构从初始位置开始按着被检测容器1运动方向与被检测容器做同步运动，采像完成后返回初始位置，循环往复；全景采像装置600设置于机械跟踪机构上，以与被检测容器保持同步。

本实施例中的每组全景采像装置600包括三个采像装置630a、630b、630c，三个采像装置630a、630b、630c周向分布在被检测容器1外侧，三个采像装置630a、630b、630c的镜头光轴L1、L2、L3垂直经过被检测容器1的中轴线。相邻两采像装置的镜头光轴之间夹角为α，其中0°＜α＜360°，只要保证三个采像装置630a、630b、630c所构成的采像检测景深范围在拍摄过程中覆盖被检测容器1的全身(如图5所示)，夹角α可以根据具体情况而作调整。

本实施例中的定位装置100包括设置在机架上的输送转盘110上的机械手120，机械手120可选择性地设置为带自转功能。当然定位装置也可以包括设置在机架上的容器输送带。

为了提高检测精度，使得被检测容器1内的异物更容易暴露，本发明还设置有为被检测容器1提供光源的光源装置，以对容器内液体进行照明。光源装置包括分别与三个采像装置630a、630b、630c相对应的光源640a、640b、640c。

本实施例中的每组全景采像装置600的各采像装置设置在同一机械跟踪机构上。优选地，本实施例的机械跟踪机构包括设置在跟踪转盘上的托板610，三个采像装置630a、630b、630c设置在托板610上，三个采像装置630a、630b、630c呈周向分布结构分布在被检测容器1外侧。

为了能够方便调节三个采像装置630a、630b、630c的焦距，改变拍摄视角，本实施例中三个采像装置630a、630b、630c为可调节移动地配置在托板610上的照相机，照相机可以通过水平调节方式实现焦距的改变，也可通过竖直调节方式结合棱镜反射原理实现焦距的改变。

本实施例的工作原理如下：

本发明能够通过至少一组全景采像装置采像装置实现容器全景深覆盖检测，对被检测容器内液体进行全景拍摄，克服了一般工业相机对大于50ml容器的微距采像普遍存在的景深不足而导致的原发性漏检问题，质地提高了检测的准确性，漏检率基本等同于单向采像装置检测50ml以下容器的漏检率，即本发明检测大于50ml容器时的漏检率仅为0.03％左右，最大限度地防止存在异物漏检的情况。再者，本实施例将每组全景采像装置600的各采像装置设置在同一机械跟踪机构上，使得本发明结构紧凑，方便控制每组全景采像装置600的各采像装置同步工作。

实施例2

参见图4所示的一种机器视觉检测装置，包括用于对被检测容器1进行定位的定位装置100和设置在被检测容器1外侧的至少一组全景采像装置600，每一组全景采像装置600包括至少两个采像装置，至少两个采像装置景深相互组合覆盖该被检测容器1内的全部液体范围。本发明还包括对采像装置取得的图像数据进行分析的分析系统。为了提高检测时的清晰度，保证图像采像过程不像出现虚化，每组全景采像装置600在采像时与被检测容器1保持相互位置关系不变，本实施例中的每组全景采像装置600中的每一采像装置镜头到被检测容器1的几何中心之间的距离保持不变，当然也可以采取其他使得全景采像装置在采像时与被检测容器1保持相互位置关系不变的结构，例如全景采像装置固定设置，始终保持静止，定位装置带动被检测容器做步进式运动或脉冲式运动，被检测容器1在采像时停顿，待采像完成后继续正向运动；或者，又例如：所述定位装置带动被检测容器1做匀速运动，一个或多个机械跟踪机构设置被检测容器1外侧，任一机械跟踪机构从初始位置开始按着被检测容器1运动方向与被检测容器做同步运动，采像完成后返回初始位置，循环往复；全景采像装置600设置于机械跟踪机构上，以与被检测容器保持同步。

本实施例中的每组全景采像装置600包括三个采像装置630a、630b、630c，三个采像装置630a、630b、630c周向分布在被检测容器1外侧，三个采像装置630a、630b、630c的镜头光轴L1、L2、L3垂直经过被检测容器1的中轴线。相邻两采像装置的镜头光轴之间夹角为α，其中0°＜α＜360°，只要保证三个采像装置630a、630b、630c所构成的采像检测景深范围在拍摄过程中覆盖被检测容器1的全身(如图5所示)，夹角α可以根据具体情况而作调整。

本实施例中的定位装置100包括设置在机架上的输送转盘110上的机械手120，机械手120可选择性地设置为带自转功能。当然定位装置也可以包括设置在机架上的容器输送带。

为了提高检测精度，使得被检测容器1内的异物更容易暴露，本发明还设置有为被检测容器1提供光源的光源装置，以对容器内液体进行照明。光源装置包括分别与三个采像装置630a、630b、630c相对应的光源640a、640b、640c。

本实施例中的每组全景采像装置600的各采像装置分别设置在一个及以上机械跟踪机构上。优选地，本实施例的机械跟踪机构包括设置在机架上的圆弧形滑轨621和通过滑块622滑动配置在圆弧形滑轨621上的圆弧形齿条623。圆弧形齿条623与伺服电机的输出端，伺服电机驱动圆弧形齿条623与托板610同步运动，采像装置630b、630c设置在圆弧形齿条623上，采像装置630a设置在托板610上，托板610设置在跟踪转盘上的。跟踪转盘与圆弧形齿条623的同步通过同步齿轮650啮合实现。

为了能够方便调节三个采像装置630a、630b、630c的焦距，改变拍摄视角，本实施例中三个采像装置630a、630b、630c为可调节移动地配置在托板610上的照相机，照相机可以通过水平调节方式实现焦距的改变，也可通过竖直调节方式结合棱镜反射原理实现焦距的改变。

本实施例的工作原理如下：

本发明能够通过至少一组全景采像装置采像装置实现容器全景深覆盖检测，对被检测容器内液体进行全景拍摄，克服了一般工业相机对大于50ml容器的微距采像普遍存在的景深不足而导致的原发性漏检问题，质地提高了检测的准确性，漏检率基本等同于单向采像装置检测50ml以下容器的漏检率，即本发明检测大于50ml容器时的漏检率仅为0.03％左右，最大限度地防止存在异物漏检的情况。再者，本实施例将至少一组全景采像装置的各采像装置分别布置在不同机械跟踪机构上，便于同步机构轻量化、减少运动震颤，不同组全景采像装置所在的机械跟踪机构之间相互配合也可进行除颤设计。

本发明特别适用于需要检测的容器为硬头软身容器(如直立软瓶(可立袋)、软袋)。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。