一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统及调光方法与流程

1.本发明涉及视觉光源装置及方法，特别是涉及一种可自适应切换机器视觉打光形式的光源系统及调光方法。


背景技术：

2.光源系统是直接影响机器视觉成像质量的重要部分，合适的光源能够使工业相机得到更适合进行图像处理的图片，进而可以提高图像识别、检测效率，简化系统软件复杂度。然而现在的企业竞争越来越强调基于客户需求的竞争，因此，企业的生产方式逐渐转向以柔性自动化生产为基础的多品种、小批量生产模式。目前的光源技术往往只适用于单一产品检测，缺少可以根据不同产品类型进行调节的技术；并且一些可调节的光源技术往往依赖人工调节，没有一个通用的、自动化的光源系统能够适应多品种、小批量的检测技术。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种可根据不同检测工件自适应切换光源形式的机器视觉光源装置及方法，解决多类工件检测时光源不够通用，需要频繁更换光源的问题。
4.实现上述目的的方案是，一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统，包括工业相机、检测工件、可切换光源和工控机，还包括透明传送带、遮光罩，所述工业相机与工控机连接，所述检测工件置于透明传送带上，所述工业相机位于遮光罩内、置于检测工件上方，所述可切换光源与工控机连接，所述可切换光源包括四组光源，分别是位于透明传送带下部的背光光源，位于遮光罩内下部侧壁、透明传送带之上的低角度条形光源，位于遮光罩内、透明传送带上方的垂直照射环形光源和高角度漫反射环形光源；所述工控机中包含图像处理模块与光源控制模块。
5.优选的，所述的垂直照射环形光源和高角度环形光源的组合为默认光源。
6.优选的，所述的遮光罩设于可移动机架上，所述的可切换光源分别与遮光罩或可移动支架固定。
7.优选的，所述的可移动支架包括底部移动架、竖直固定在移动架上的支撑架，所述的遮光罩围合成两端敞开的方管形且侧面与支撑架固定，所述的可切换光源中的背光光源与支撑架固定。
8.本方案可切换光源中的四种不同功能的光源，其中四种光源可单独使用，也可搭配使用；所述工控机中包含图像处理模块与光源控制模块，通过检测工件图像进行决策，进而控制可切换光源选择满足光照要求的光源组合；垂直照射环形光源和高角度环形光源的组合一般选择为默认光源，用于新的检测工件的初始光源。
9.本发明一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统的调光方法是：采用权利要求1
‑
2中任一项所述的一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统，工控机中图像处理模块利用在默认光源下采集到的检测工件图像，先进行图像预处理，再利用图像识别将得
到的图像进行特征提取和分类；工控机中的光源控制模块接收到图像处理模块的结果，将检测工件的类型信号导入决策器中进行决策，进而向可切换光源发送相应的光源控制信号。
10.优选的，所述决策器的决策包括，首先判断是否需要进行工件尺寸检测，若是则选择背光光源，否则判断是否反光；若是强反光、表面光滑度高且整体亮度高就选择高角度环形漫反射光源和低角度条形光源的低亮模式；若是弱反光、表面光滑度高且整体亮度低就选择垂直照射环形光源和低角度条形光源的高亮模式。
11.本发明与现有技术相比较，具有以下突出优点：
12.本发明适用于多品种、小批量生产模式的产品检测，可以根据不同产品类型进行光源调节，实现高角度、低角度和背光，普通光源和漫反射光源等不同光源形式的自动切换。摆脱调节光源依靠人工，提高视觉检测的效率，提高视觉检测系统的自动化程度。
附图说明
13.图1本发明一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统总体示意图。
14.图2本发明一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统中可切换光源装置结构组成示意图。
15.图3本发明一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统调节方法流程图。
16.图4本发明一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统调节方法中光源决策器控制方法图。
17.图中：1
‑
工控机
ꢀꢀꢀ2‑
工业相机
ꢀꢀꢀꢀ3‑
检测工件
[0018]4‑
可切换光源
ꢀꢀꢀꢀ
4.1
‑
垂直照射环形光源
[0019]
4.2
‑
高角度环形漫反射光源
ꢀꢀꢀꢀ
4.3
‑
背光光源
[0020]
4.4
‑
低角度条形光源。
具体实施方式
[0021]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0022]
在本发明的描述中，所采用的术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
[0023]
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，所采用的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。举例：所谓连接可以是固定连接，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发明中的具体含义。
[0024]
如图1
‑
图4所示，
[0025]
本发明一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统，包括工控机1、工业相机2、检测工件3、和可切换光源4。所述工业相机2在可切换光源4的照射下，对检测工件3进行图像拍摄并将图像信息传入工控机1；所述可切换光源4可以由工控机1直接控制，切换不同的光源组合；所述工控机1中包含图像处理模块与光源控制模块，通过检测工件3图像进行决策，进而控制可切换光源选择不同的光源组合。
[0026]
如图2所示，所述可切换光源4包括四种不同功能的光源，分别是位于透明传送带下部的背光光源4.3，位于遮光罩下部四面的低角度条形光源4.4，位于上部的垂直照射环形光源4.1和高角度环形漫反射光源4.2。上述可切换光源中的四种不同功能的光源，其中四种光源可单独使用，也可搭配使用。
[0027]
如图3所示，本发明一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统的调节方法，工控机1中图像处理模块利用在默认光源下采集到的检测工件3图像，先进行图像预处理，再利用图像识别将得到的图像进行特征提取和分类；工控机1中的光源控制模块接收到图像处理模块的结果，将检测工件3的类型信号导入决策器中进行分类决策，进而向可切换光源4发送相应的光源控制信号，如此可以实现针对不同种类的产品进行自动光源切换。
[0028]
如图4所示，本发明一种可自动切换光源形式的机器视觉光源系统调节方法中光源决策器控制方法，首先判断是否需要进行工件尺寸检测，若是则选择背光光源4.3，否则判断是否反光，若是强反光、表面光滑度高且整体亮度高就选择高角度环形漫反射光源4.2和低角度条形光源4.4的低亮模式；若是弱反光、表面光滑度高且整体亮度低就选择垂直照射环形光源4.1和低角度条形光源4.4的高亮模式。以此类推可以针对输入的检测工件的不同信息进行对应光源选择。
[0029]
实施例：电池表面焊点检测，焊点位于金属片上，需要拍摄定位到焊点，判断焊点是否焊正。自动切换光源形式的步骤：电池工件经传送带传输至光源装置下方，工业相机2在默认光源下获取图像，并将图片传输到工控机1，工控机1中图像处理模块先进行图像预处理，再利用图像识别将得到的图像进行特征提取和分类，得到的电池工件的分类标签是强反光、表面光滑、亮度不足，将电池工件的类型信号导入决策器中进行分类决策，选择高角度环形漫反射光源4.2和低角度条形光源4.4的低亮模式，进而向可切换光源4发送相应的光源控制信号，如此可以实现针对电池焊接表面产品的光源设置。
[0030]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。