[發明專利]基于機器視覺的寶石三維切工檢測裝置及其方法

無效

• 申請號: 200710072772.6
• 申請日: 2007-09-06
• 公開（公告）號: CN101144704A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 屈楨深
• 申請（專利權）人: 許焱;邵誠訓;葉成淳;許卉
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02;G01B11/24;G01B11/26;G01N21/87;G06T1/00;G06T7/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 牟永林

1.基于機器視覺的寶石三維切工檢測裝置，它包括圖像采集系統(1)、轉動平臺設備(2)和處理系統(3)，其特征在于所述圖像采集系統(1)由采集裝置(1-1)、圖像采集卡(1-2)和照明裝置(1-3)組成，采集裝置(1-1)的信號輸出端連接圖像采集卡(1-2)的信號輸入端，圖像采集卡(1-2)的信號輸出端連接處理系統(3)的信號輸入端，所述采集裝置(1-1)、待測寶石(A)和照明裝置(1-3)依次設置在同一條軸線上，所述轉動平臺設備(2)由平臺機體(2-1)、驅動電機(2-2)和設備控制卡(2-3)組成，所述處理系統(3)的信號輸出端連接設備控制卡(2-3)的信號輸入端，設備控制卡(2-3)的第一控制端連接驅動電機(2-2)的受控端，驅動電機(2-2)的傳動輸出端連接平臺機體(2-1)上，所述裝置中至少有一個圖像采集系統(1)。

2.根據權利要求1所述的基于機器視覺的寶石三維切工檢測裝置，其特征在于采集裝置(1-1)由鏡頭(1-1-1)和攝像機(1-1-2)組成，攝像機(1-1-2)的成像平面設置在鏡頭(1-1-1)的焦平面上。

3.根據權利要求1所述的基于機器視覺的寶石三維切工檢測裝置，其特征在于照明裝置(1-3)由輔助光源(1-3-1)和菲涅爾透鏡(1-3-2)組成，輔助光源(1-3-1)設置在菲涅爾透鏡(1-3-2)的焦點上。

4.根據權利要求3所述的基于機器視覺的寶石三維切工檢測裝置，其特征在于設備控制卡(2-3)的第二控制端連接輔助光源(1-3-1)的受控端。

5.根據權利要求1所述的基于機器視覺的寶石三維切工檢測裝置，其特征在于轉動平臺設備(2)增加了氣泵(2-4)，氣泵(2-4)設置在平臺機體(2-1)上，設備控制卡(2-3)的第三控制端連接氣泵(2-4)的受控端。

6.根據權利要求1所述的基于機器視覺的寶石三維切工檢測裝置，其特征在于還包括顯示裝置(4)，處理系統(3)的輸出端連接顯示裝置(4)的輸入端。

7.基于機器視覺的寶石三維切工檢測方法，其特征在于它步驟如下：

步驟一：啟動系統：將待測寶石(A)放置在轉動平臺設備(2)上，處理系統(3)發出控制指令，啟動圖像采集系統(1)和轉動平臺設備(2)，通過設備控制卡(2-3)控制驅動電機(2-2)以指定速率驅動平臺機體(2-1)進行高精度旋轉；

步驟二：采集圖像：通過采集裝置(1-1)在指定時間間隔采集當前角度的寶石圖像，采集的圖像由圖像采集卡(1-2)轉化為多幀數字圖像傳入處理系統(3)中；

步驟三：圖像預處理及分析：將采集的多幀數字圖像中的每幀數字圖像及對應角度參數經過處理系統(3)中進行預處理，之后將處理后多幀數字圖像進行每一層面的圖像分析；

步驟四：判斷采集是否完畢：判斷平臺機體(2-1)是否旋轉一周；是，圖像采集過程完成，進入步驟五；否，返回步驟二繼續采集圖像；

步驟五：三維圖像計算與檢測：通過三維檢測算法得到待測寶石(A)的三維表面和形狀參數；

步驟六：對比：待測寶石(A)的三維表面和形狀參數與保存在處理系統(3)中標準數據庫中的寶石標準類型的參數相比較，進一步計算得到待測寶石(A)形狀及切工參數；

步驟七：得到類型及切工參數：得到最終待測寶石(A)的類型及切工參數結果。

8.根據權利要求7所述的基于機器視覺的寶石三維切工檢測方法，其特征在于步驟三：圖像預處理及分析，圖像預處理及分析的步驟如下：步驟A：進行圖像預處理：通過去除噪聲、閾值化和圖像分割將不同角度的每幀數字圖像進行處理；步驟B：寶石輪廓直線擬合：從處理后每幀數字圖像中提取出寶石輪廓，使用Douglas-Peucker算法進行直線擬合；步驟C：分割各層面：將擬合后的輪廓直線案序編號，然后分組分層。