一种飞拍检测系统及方法与流程

1.本发明涉及切割孔外观的自动化检测领域，更具体的，涉及一种飞拍检测系统及方法。


背景技术：

2.随着制造业的高速发展，越来越多的工厂希望使用自动化设备来代替人工，进行切割孔的生产、加工、检测，从而提高切割孔质量、提升生产效率、降低生产成本。
3.目前的自动化检测设备，往往在固定位置或静止状态下，对切割孔进行拍照、检测。如果切割孔需要检测的区域较大且检测精度较高，如手机切割孔的边缘、摄像头孔等，则需要多次移动拍照位置，并等待相机拍照、算法处理。而如果在移动中拍照，目前的设备不能支持高速拍照取图和算法并行处理。这就导致切割孔的检测时间很长，影响整条生产线的生产效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种飞拍检测系统及方法，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
5.为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
6.本发明第一方面提供了一种飞拍检测系统，包括：
7.上位机、检测台，以及位于所述检测台上的至少一个图像采集组件和调节模块；
8.所述调节模块，用于调节所述待测切割孔或者所述图像采集组件的位置；
9.所述图像采集组件，用于在所述调节模块的调节过程中采集所述待测切割孔的多个表面图像；所述表面图像包含所述待测切割孔的部分图像信息，用于确定所述待测切割孔的表面缺陷；
10.至少一个光源模块，每个光源模块与其中一个图像采集组件对应，所述光源模块包括：光源，所述光源用于提供可照射待测切割孔的暗场光；
11.所述上位机，用于处理所述图像采集组件采集的图像。
12.在一种可能的实现方式中，所述调节模块用于调节所述待测切割孔的位置以孔形轨迹移动。
13.在一种可能的实现方式中，所述调节模块包括：
14.第一导轨单元，其包括第一驱动器和第一导轨；
15.第二导轨单元，其包括第二驱动器和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨在水平面内相互垂直；且第一导轨单元整体滑动设置于所述第二导轨上；
16.待测切割孔位于一检测板上，所述第一驱动器，用于驱动所述检测板在所述第一导轨上滑动；
17.所述第二驱动器，用于驱动所述第一导轨单元在所述第二导轨上滑动。
18.在一种可能的实现方式中，所述第一导轨和所述第二导轨上预设多个匹配的预定
位置对，每个预定位置对包括位于所述第一导轨上的第一预定位置和位于所述第二导轨上的第二预定位置。
19.在一种可能的实现方式中，所述调节模块通过调用圆弧插补算法，控制待测切割孔的位置以圆形轨迹移动。
20.在一种可能的实现方式中，所述光源模块还包括：
21.镜头筒，其一端结合在所述图像采集组件采集端一侧表面上，所述镜头筒形成了一供光透过的通道，所述图像采集组件通过所述通道采集待测切割孔的图像；
22.环形固定件，其一侧与所述镜头筒的另一端端面结合固定，所述光源设于所述环形固定件上。
23.在一种可能的实现方式中，所述光源包括多个布置在所述环形固定件的环形面上的灯珠，或者，所述光源包括布置在所述环形固定件的环形面上的环形灯管。
24.图像采集组件
25.所述上位机包括：
26.运动轨迹管理模块，用于管理所述待测切割孔的运动轨迹；
27.状态监控模块，用于监控所述飞拍检测系统的状态；
28.硬件调试模块，用于调试所述飞拍检测系统；
29.流程控制模块，用于控制所述飞拍检测系统的拍摄流程；
30.图像算法模块，用于执行识别所述图像采集组件采集的图像；
31.数据库模块，用于存储所述图像以及所述图像算法模块的识别结果；
32.运动控制模块，用于与所述飞拍检测系统的调节模块耦接，用于输出调节指令；
33.图像采集模块，与所述飞拍检测系统的所述图像采集组件耦接，用于图像输出采集指令；以及
34.自动对焦模块，用于对所述图像采集组件进行自动对焦。本发明第二方面提供了一种基于本发明第一方面提供的飞拍检测系统的飞拍检测方法，包括：
35.调节待测切割孔或者图像采集组件的位置；
36.在所述调节的过程中利用所述图像采集组件采集所述待测切割孔的多个表面图像，所述表面图像包含所述待测切割孔的部分图像信息；
37.利用上位机，根据所述多个表面图像确定所述待测切割孔的表面缺陷。
38.在一种可能的实现方式中，还包括：
39.管理所述待测切割孔的运动轨迹；
40.监控所述飞拍检测系统的状态；
41.调试所述飞拍检测系统；
42.控制所述飞拍检测系统的拍摄流程；
43.识别所述图像采集组件采集的图像；
44.存储所述图像以及所述图像算法模块的识别结果。
45.本申请的有益效果如下：
46.本发明所述技术方案将光源内置，既实现了暗场打光效果，同时也优化了采集的待测切割孔图像的呈现效果，通过至少一个图像采集组件和调节模块相互配合，相比于在定点拍照方式，飞拍方式在运行速度上有明显优势，本发明具有运行效率高、拍照稳定、检
测精度高等优点，可以提高产能、减少人为过检漏检、降低人力成本。
附图说明
47.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
48.图1示出本发明实施例提供的飞拍检测系统的结构示意图；
49.图2示出本发明实施例提供的飞拍检测系统的图像采集组件以及光源模块示意图；
50.图3示出本发明实施例提供的飞拍检测系统示意图；
51.图4示出本发明实施例提供的飞拍检测系统流程图；
52.图5示出本发明实施例提供的飞拍检测方法示意图。
53.附图标记：1、减震气囊；2、检测台；3、x轴直线电机；4、y轴直线电机；5、检测板；6、切割孔感应器；7、安装支架；8、第一导轨；9、第二导轨；10、图像采集组件；11、镜头筒；12、光源；13、工业镜头。
具体实施方式
54.为了更清楚地说明本发明，下面结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
55.目前的自动化检测设备，往往在固定位置或静止状态下，对切割孔进行拍照、检测。如果切割孔需要检测的区域较大且检测精度较高，如手机切割孔的边缘、摄像头孔等，则需要多次移动拍照位置，并等待相机拍照、算法处理。而如果在移动中拍照，目前的设备不能支持高速拍照取图和算法并行处理。这就导致切割孔的检测时间很长，影响整条生产线的生产效率。
56.基于此，如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种飞拍检测系统，包括：
57.上位机、检测台2，以及位于所述检测台2上的至少一个图像采集组件10和调节模块；
58.所述调节模块，用于调节所述待测切割孔或者所述图像采集组件的位置；
59.所述图像采集组件10，用于在所述调节模块的调节过程中采集所述待测切割孔的多个表面图像；所述表面图像包含所述待测切割孔的部分图像信息，用于确定所述待测切割孔的表面缺陷；
60.至少一个光源模块，每个光源模块与其中一个图像采集组件10对应，所述光源模块包括：光源12，所述光源12用于提供可照射待测切割孔的暗场光；
61.所述上位机，用于处理所述图像采集组件采集的图像。可以理解，将光源12内置，既实现了暗场打光效果，同时也优化了采集的待测切割孔图像的呈现效果，通过图像采集组件10、调节模块相互配合，相比于在定点拍照方式，飞拍方式在运行速度上有明显优势，本发明具有运行效率高、拍照稳定、检测精度高等优点，可以提高产能、减少人为过检漏检、降低人力成本。
62.本领域技术人员可以知晓，调节模块调节待测切割孔和图像采集组件10的相对位置包括以下几种方式：方式一，调节模块可以根据接收的控制指令调节待测切割孔的位置，
这时待测切割孔运动，图像采集组件10不运动；方式二，调节模块10可以根据接收的控制指令调节图像采集组件10的位置，这时图像采集组件10运动，待测切割孔不运动；方式三，调节模块可以根据接收的控制指令调节待测切割孔和图像采集组件10的位置，这时待测切割孔和图像采集组件10同时运动；需要说明的是，不管采用何种调节方式不会形成实质性的影响，在不影响本发明的主体构思的前提下，本领域技术人员有能力在不付出创造性劳动的基础上，可以进行其他构造的选取。本实施例根据实际情况，采用第一种调节方式，这种调节方式设备结构简单，电机只要带动待测切割孔运动即可，对电机负载要求减低，节省成本，对设备要求不高，不需要较大的龙门架结构，控制难度减低，有利于提高检测准确性，其中图像采集组件可为一个，一个图像采集组件对切割孔表面的不同位置的图像进行采集，后拼接形成完整的孔形图像，或采用多个，多个图像采集组件10可同时或先后对待测切割孔进行图像采集，多个图像采集组件可从不同角度采集产品图像，更全面的且精准的显示产品的问题。
63.所述上位机包括：
64.运动轨迹管理模块，用于管理所述待测切割孔的运动轨迹；
65.状态监控模块，用于监控所述飞拍检测系统的状态；
66.硬件调试模块，用于调试所述飞拍检测系统；
67.流程控制模块，用于控制所述飞拍检测系统的拍摄流程；
68.图像算法模块，用于执行识别所述图像采集组件采集的图像；
69.数据库模块，用于存储所述图像以及所述图像算法模块的识别结果；
70.运动控制模块，用于与所述飞拍检测系统的调节模块耦接，用于输出调节指令；
71.图像采集模块，与与所述飞拍检测系统的所述图像采集组件耦接，用于图像输出采集指令；以及
72.自动对焦模块，用于对所述图像采集组件进行自动对焦。
73.具体的，本系统由上位机软件、运动控制系统、图像采集系统及自动对焦系统组成。上述模块可通过上位机软件进行功能划分形成，例如图3中的上位机软件由界面层、控制层、硬件通讯三层架构组成。界面层由运动轨迹管理、状态监控、硬件调试等模块组成，实现人机交互功能；控制层由流程控制、图像算法、数据库等模块组成，实现控制及检测流程；硬件通讯层由运动控制、图像采集、自动对焦等模块组成，实现软件与硬件的通讯。
74.在一些实施例中，所述调节模块用于调节所述待测切割孔的位置以圆形轨迹移动。这样，便于实现通过采集调节过程中的多个表面图像得到完整的待测切割孔的图像信息，即，使得多个表面图像各自包含的待测切割孔的部分图像信息可构成完整的待测切割孔的图像信息。当然，运动轨迹可根据待测产品的形状做适应性调整，可为圆形，椭圆形，方形，多边形等任意形状。
75.在一些实施例中，所述调节模块包括：第一导轨单元，其包括第一驱动器和第一导轨8；第二导轨单元，其包括第二驱动器和第二导轨9，第一导轨8和第二导轨9在水平面内相互垂直；且第一导轨单元整体滑动设置于第二导轨9上；待测切割孔位于一检测板5上；
76.第一驱动器，用于驱动检测板5在第一导轨8上滑动；
77.第二驱动器，用于驱动第一导轨单元在所述第二导轨9上滑动。
78.在一个具体示例中，第一导轨8和第二导轨9分别沿水平x轴方向设置和沿水平y轴
方向设置。第一驱动器和第二驱动器分别包括伺服驱动器和直线电机，待测切割孔在第一驱动器和第二驱动器共同驱动下，沿水平面做圆周运动，方便图像采集组件10对切割孔表面图像的采集。
79.在一些实施例中，所述第一导轨8和所述第二导轨9上预设多个匹配的预定位置对，每个预定位置对包括位于所述第一导轨8上的第一预定位置和位于所述第二导轨9上的第二预定位置。
80.可以理解，运动控制器用于在所述待测切割孔移动至每个预定位置对时向所述图像采集模块10发送采集指令，以使所述图像采集模块10采集所述表面图像。
81.在一些其他实施例中，所述调节模块通过调用圆弧插补算法，控制待测切割孔的位置以圆形轨迹移动。
82.可以理解，调节模块中的第一驱动器和第二驱动器通过调用圆弧插补算法，控制第一导轨8和第二导轨9单元联动，实现任意图形轨迹包括圆形轨迹的运动。
83.在一些其他实施例中，所述光源模块还包括：
84.镜头筒11，其一端结合在所述图像采集组件10采集端一侧表面上，所述镜头筒11形成了一供光透过的通道，所述图像采集组件10通过所述通道采集待测切割孔的图像；
85.环形固定件，其一侧与所述镜头筒11的另一端端面结合固定，所述光源12设于所述环形固定件上。
86.可以理解，通过光源12良好的打光效果和工业镜头13的放大图像采集，可以呈现和检测切割孔微米级不良，同时，光源12配合供光透过的通道，能够优化切割孔微米级不良呈现效果，而且光源12内置，既实现了暗场打光效果，又避免了工业镜头13物距较小无法安装的弊端，体积灵小、安装方便，配合高速高精度运行的检测台2和设定的运行轨迹，可快速有效完成飞拍拼接。环形固定件的另一侧结合固定工业镜头13，将光源12安装在工业镜头13与镜头筒11之间，这种安装方式，使得工业镜头13更接近待测切割孔，同时又保证了检测所需的光源亮度，使得图像采集组件10能够更清晰的采集待测切割孔图像；镜头筒11为定制的光学设计镜头筒，其内部的通道直径与工业镜头13的镜头直径一致，环形固定件为同心圆环，其外直径与镜头筒11直径一致，内直径与工业镜头13的镜头直径一致，形成了一条图像采集组件10采集回路，使得图像采集组件10能够最大面积的完整的拍摄到待测切割孔。
87.在一些其他实施例中，所述光源12包括多个布置在所述环形固定件的环形面上的灯珠，或者，所述光源12包括布置在所述环形固定件的环形面上的环形灯管。
88.可以理解，图像采集组件10在短时间完成拍照采集时，曝光时间不能太大，曝光需要一定的拍摄亮度，灯珠或灯管都能够形成高亮的环形光源，能在极短的时间内完成开关频闪，又能达到检测图像亮度和稳定性。
89.下面结合具体示例，对本实施例的缺陷检测设备结构进行说明。
90.如图1所示，缺陷检测设备包括：减震气囊1、检测台2、x轴直线电机3、y轴直线电机4、检测板5、产品感应器6、安装支架7、第一导轨8、第二导轨9以及滑动板10，减震气囊1有四个，分别位于检测台2的四个拐角，检测台2上安装有第一导轨8和第二导轨9，第一导轨8沿水平x轴方向设置，第二导轨9沿水平y轴方向设置，x轴直线电机3可以驱动检测板5在x轴水平导轨内运动，y轴直线电机4可以驱动检测板5在y轴水平导轨内运动，检测板5在x轴直线
电机3和y轴直线电机4共同驱动下沿圆形轨迹运动，检测板5上部安装有产品感应器6，可以待测产品是否放到检测板5上，安装支架7上设置有相机、相机卡、运动控制器，运动控制器可以与上位机通信连接。
91.图像采集组件下面结合附图4对本发明的飞拍检测系统的具体实施方式进行说明。
92.检测台到达检测工位起始点，检测台接收到来料信号后，按照配方中的顺序，检测台运动至每个轨迹的起点，图像采集组件10开启自动对焦功能，进入图像采集模式，运动控制器通过控制x轴、y轴直线电机，带动检测板5按照轨迹运动。运动控制器在运动过程中，时刻比较检测板5位置是否等于拍照位置以及检测板5是否运动至轨迹终点，如果相等则会输出一个上升沿脉冲信号，随后继续保持运动状态，如果没有运动至轨迹终点，检测板5则继续保持运动状态，如果运动至轨迹终点，检测板5则停止运动。图像采集组件10在接收到运动控制器输出的脉冲信号后，会控制相机拍照，并把图片传给上位机软件。上位机在进入采图模式时，能够接收到采集卡返回的图片，并开启线程，调用算法进行图片处理。算法处理完成后，关闭自动对焦功能以及采图模式。自动对焦系统在开启状态下，可控制工业镜头13自动对焦，保证图片清晰稳定。在相机拍照、算法处理的过程中，移栽平台始终保持运动状态，实现飞拍的效果。
93.本发明的另一个实施例提供了一种飞拍检测方法，包括：
94.s1：调节待测切割孔或者图像采集组件的位置；
95.s2：在所述调节的过程中利用所述图像采集组件采集所述待测切割孔的多个表面图像，所述表面图像包含所述待测切割孔的部分图像信息；
96.s3：根据所述多个表面图像确定所述待测切割孔的表面缺陷。
97.下面以拍摄摄像头切割孔为例介绍当手机放置到检测板5上后缺陷检测方法的具体过程：
98.(1)用户在上位机上输入当前摄像头切割孔所在的检测板5坐标位置(摄像头圆孔中心位置)。
99.(2)用户输入该摄像头的外形尺寸切割好的圆的直径，并设置好所需拍摄的图像数量以及运动轨迹。
100.(3)在上位机界面发出启动命令给运动控制器。
101.(4)运动控制器接到启动信号后，根据预设的运动轨迹及哪些位置需要出发相机拍照信号，并发出控制信号给调节模块。
102.(5)检测板5根据运动控制器的信号执行相应的轨迹运动，当执行圆的轨迹定位时，在相应的位置触发相机拍照，整个过程检测板5定位不停止(手机是持续移动的，在移动过程中发送信号给相机板卡并完成图像的采集)，完成相机飞拍动作，满足设备的高效运行。
103.(6)检测板5位置等于拍照位置时，运动控制器会输出一个上升沿脉冲信号，图像采集组件10在接收到运动控制器输出的脉冲信号后，会控制相机拍照。
104.(7)在完成轨迹后，上位机收集到相应数量的图像，根据事先开发好的图像算法判断该摄像头孔是否是良品。
105.(8)完成摄像头孔的检测并取出产品。
106.可以理解，飞拍检测系统在进行检测过程中配合上料机和下料机时，检测方法中过程(1)、过程(3)以及过程(8)过程可由上料机和下料机完成，效率更高。具体的，过程(1)可由上下料放置到指定好的坐标位置，过程(3)上料机放料完成后发出拍照启动信号，过程(8)完成检测后，运动控制器通知下料机完成取料，下料机取出产品并根据上位机结果放置到不同位置。
107.以上检测是以一个摄像头切割孔为例，当切割孔为多个时，可在检测完前一切割孔时通过调节组件移动调整至下一切割孔进行检测，当然也可通过多个图像采集组件同时对多个切隔孔进行检测。在切割孔检测前还包括预对位的过程，通过将待测产品移动至采集组件下方确定待测切割孔的中心位置，然后归位进行检测操作。当然预对位的工作也可通过上下料机实现，具体不做限制。
108.可以看出，本发明还可以进行如下步骤：
109.管理所述待测切割孔的运动轨迹；
110.监控所述飞拍检测系统的状态；
111.调试所述飞拍检测系统；
112.控制所述飞拍检测系统的拍摄流程；
113.识别所述图像采集组件采集的图像；
114.存储所述图像以及所述图像算法模块的识别结果。
115.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
116.还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
117.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。