一种消除物料阴影的检测装置和方法与流程

本发明涉及物料检测技术领域，尤其涉及一种消除物料阴影的检测装置和方法。

背景技术：

机器视觉是通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据图像分别和亮度、颜色等信息，转变成数值化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。其中最核心的是机器视觉采集系统，此系统一般包括照明装置、背景装置、相机装置，一个优秀的视觉采集方案对后续的算法尤为关键。

针对于食品和工业品领域，暗色瑕疵对产品品质有着至关重要的影响，一般常规检测方案是采用彩色相机获取待检物料的表面颜色信息，通过待检物料的图像灰度差异来区分暗色待检物料和合格品。这一种方法对照明光路要求很高，在照度光路不均匀或者待检物料表面凹凸不平时，所获取的待检物料不同区域的亮度差异较大，极易和暗色瑕疵混淆，最终会影响最终识别效果。

为了实现高度均匀的照度系统，检测装置需要非常庞大，对系统空间要求较高，而常规的机器视觉系统除了包括检测检测装置以外，还包括传动装置、剔除装置等，受限于检测空间，布置高度均匀的照明装置是非常困难的。。因此，针对上述问题提出一种消除物料阴影的检测装置和方法。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述待测物料表面亮度不均匀引起的暗色瑕疵识别的问题而提供一种消除物料阴影的检测装置和方法，具有便于物料检测的优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种消除物料阴影的检测装置，包括由第一光源与第二光源构成的照明光源，所述照明光源一侧设置检测相机，所述检测相机一侧设置有由背景光源和背景板构成的背景机构，所述照明光源、检测相机、背景机构同侧设置有待检物料，所述检测相机、背景机构、待检物料在光轴线上排布，所述照明光源排布在检测相机和待检物料之间。

进一步的技术方案，所述照明光源排布在光轴线上下两侧，且为上下对称排布。

进一步的技术方案，所述第一光源为可见光光源或近红外光源，且第二光源为相对应的近红外光源或可见光光源。

进一步的技术方案，所述背景光源是可见光光源，且背景板是漫反射材质。

进一步的技术方案，所述可见光光源光谱范围为400nm-650nm之间，近红外光源光谱范围700nm-1100nm之间。

进一步的技术方案，所述检测相机为一个可获取可见光和近红外光源的图像信息的图像传感器，且图像传感器是线阵传感器。

进一步的技术方案，所述检测相机一侧设置有负性滤光片，且负性滤光片与检测相机、背景机构、待检物料在光轴线上排布。

一种消除物料阴影的检测方法，包括以下步骤：

s1:通过第一光源和第二光源产生可见光和近红外光照射到待检物料表面；

s2:检测相机采集可见光和红外复合图像，对复合图像进行处理，红外通道和一个可见光通道做色差比例；

s3:选取由一个近红外和一个最优可见光光谱组合放入特征光谱作色差比例；

s4:通过特征光谱的选择，把暗瑕疵的亮度信息转化成颜色信息，根据色差差异进行识别区分。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：

1、本发明通过产生可见光和近红外光照射到物料表面，检测相机装置采集可见光和红外复合图像，对复合图像进行处理，红外通道和一个可见光通道做色差比例，根据色差差异进行识别区分，选取两个特征光谱作色差比例，其特征差异大于两个可见光，通过特征光谱的选择，把暗瑕疵的亮度信息转化成颜色信息，提升了识别效果，降低了亮度不均匀带来的负面影响。

2、本发明的结构简单、使用方便，实用性强，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明检测方检测结果示意图。

图3为本发明实施列2示意图。

图中：1-第一光源，2-第二光源，3-检测相机，4-背景光源，5-背景板，6-待检物料，7-负性滤光片。

具体实施方式

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。

实施列1

参阅图3所示，一种消除物料阴影的检测装置，包括由第一光源1与第二光源2构成的照明光源，所述照明光源一侧设置检测相机3，所述检测相机3一侧设置有由背景光源4和背景板5构成的背景机构，所述照明光源、检测相机3、背景机构同侧设置有待检物料6，所述检测相机3、背景机构、待检物料6在光轴线上排布，所述照明光源排布在检测相机3和待检物料6之间。

所述照明光源排布在光轴线上下两侧，且为上下对称排布。

所述第一光源1为可见光光源或近红外光源，且第二光源2为相对应的近红外光源或可见光光源。

所述背景光源4是可见光光源，且背景板5是漫反射材质。

所述可见光光源光谱范围为400nm-650nm之间，近红外光源光谱范围700nm-1100nm之间。

所述检测相机3为一个可获取可见光和近红外光源的图像信息的图像传感器，且图像传感器是线阵传感器。

所述检测相机3一侧设置有负性滤光片7，且负性滤光片7与检测相机3、背景机构、待检物料6在光轴线上排布。

一种消除物料阴影的检测方法，包括以下步骤：

s1:通过第一光源1和第二光源2产生可见光和近红外光照射到待检物料表面；

s2:检测相机3采集可见光和红外复合图像，对复合图像进行处理，红外通道和一个可见光通道做色差比例；

s3:选取由一个近红外和一个最优可见光光谱组合放入特征光谱作色差比例；

s4:通过特征光谱的选择，把暗瑕疵的亮度信息转化成颜色信息，根据色差差异进行识别区分。

所述机器检测装置包括照明光源两套、检测相机3两套、背景机构两套、待检物料6。

检测相机3、背景机构、待检物料6三者在光轴线上排布，照明光源排布在检测相机3和待检物料6之间。

两个检测相机2的夹角在5°-40°，优选的为10°；

照明光源和光轴的夹角在10度至50度之间，优选的为30°。

第一光源1为可见光光源和第二光源2为近红外光源，同时打开。

检测相机3为线阵相机，其可同时采集近红外、r、g、b图像信息。

实施列2

参阅图1所示，实施列2与实施列1不同处在于：

所述机器检测装置包括照明光源两套、检测相机3两套、背景机构两套、待检物料6、负性滤光片7两套。

检测相机3、背景机构、待检物料6三者在光轴线上排布，照明光源排布在检测相机3和待检物料6之间。

两个检测相机2的夹角在5°-40°，优选的为10°；

照明光源和光轴的夹角在10度至50度之间，优选的为30°。

第一光源1为可见光光源和第二光源2为近红外光源，同时打开。

检测相机3为线阵相机，其可同时采集近红外、r、g、b图像信息。

负性滤光片5为阻断一部分可见光光谱透过，同时可透过近红外光谱。优选的负性滤光片为阻止580nm-660nm可见光光谱，透过420nm-580nm&700-1100nm。

实施列3

实施列3与实施列2不同处在于：

所述机器检测装置包括照明光源两套、检测相机3两套、背景机构两套、待检物料6、负性滤光片7两套。

检测相机3、背景机构、待检物料6三者在光轴线上排布，照明光源排布在检测相机3和待检物料6之间。

两个检测相机2的夹角在5°-40°，优选的为10°；

照明光源和光轴的夹角在10度至50度之间，优选的为30°。

第一光源1为可见光光源和第二光源2为近红外光源，可见光光源和近红外光源依次打开。可见光光源和红外光源为特征光谱。

检测相机3为黑白线阵相机，其可响应400-1100nm光谱范围，检测相机3依次采集两个特征光谱图像信息，通过软件进行拼接成’彩色’图像。

检测相机3和照明光源同步控制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。