[發明專利]極片表面缺陷檢測中光源亮度實時調整裝置及其調整方法

無效

• 申請號: 201410080049.2
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103841726A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 徐巧玉;黃艷;王軍委;韋孟輝;趙偉超;王衛敏;王已偉;王紅梅
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;G01N21/88
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 羅民健

技術領域

本發明涉及工業產品在線檢測領域，具體說是一種用于鋰電池極片表面缺陷檢測系統中基于閉環控制的光源亮度實時調整裝置及其調整方法，此光源裝置根據與被檢極片處于同一檢測區域的對比色卡表面的照度實時調整光源光強，使得被檢極片在檢測過程中始終處于最佳照明狀態。

背景技術

近年來，視覺檢測系統因其結構簡單、速度快、現場安裝方便等優點，很好地滿足現代制造業的需求，在工業產品在線檢測方面成了當前最有發展前途的一種技術。極片表面缺陷檢測系統通過對視覺檢測系統獲取的極片圖像進行處理和分析，實現極片的表面缺陷檢測。作為視覺檢測系統的光源決定著系統獲取被檢極片圖像的質量，從而直接影響著檢測系統的精度。目前常用的光源都是根據檢測人員對被檢極片圖像質量的主觀判斷來調整光強，雖然該方法在一定程度上能夠提高檢測系統的精度，但是受操作人員主觀判斷的影響，并且不能進行實時的光強調整。為了解決以上問題，有必要研究一種穩定性高，不受工業現場環境光影響，能夠實時調整光強的光源系統。

201110252865.3號專利“品質檢測中機器視覺光源亮度實時調整方法及其專用系統”中提出計算機根據被檢對象的圖像，通過調整光源控制器的工作電流使光源亮度保持恒定。該專利采用恒流調節，保證在工作過程中光源亮度保持恒定，但是忽略了工業現場環境光的影響。專利CN?201145154?Y提出了一種基于機器視覺系統特征模型的自適應照明光源裝置。根據被檢對象圖像灰度標準差函數S和圖像方差函數V確定出對圖像質量貢獻最大的光源色度指標及輻照度要求，確定出理想光源模型的顏色RGB分量及光源光強分量，最后通過通訊總線發送數據給LED光源智能驅動器。此設計的不足之處在于此發明結構算法復雜，且當被檢對象表面特征發生變化時，由此控制的光源光強分量也很難保證圖像質量。

發明內容

????為了克服現有技術的缺陷，提供一種基于閉環控制的光源亮度實時調整裝置，使光源能夠實時根據外界環境光和光源對對比色卡的共同作用主動調節光強，從而使被檢極片調整到最佳照明狀態，保證圖像的質量。

為實現上述技術目的，所采用的技術方案是：極片表面缺陷檢測中光源亮度實時調整裝置，主要包括，

LED光源，為被檢極片和對比色卡提供光源。

光源恒流驅動器，與LED光源連接，并向LED光源供電，控制LED光源的亮度。

對比色卡，與被檢極片的顏色值一致或相近，并處于同一環境光照下，位于智能相機的監測區域內。

圖像采集裝置，實時獲取監測區域內被檢極片和對比色卡的圖像，對被檢極片和對比色卡的圖像進行分析處理，并根據對比色卡圖像的分析結果控制光源恒流驅動器輸出電流的改變，直至被檢極片的圖像達到最佳效果，實現閉環控制。

本發明所述的圖像采集裝置為智能相機。

本發明所述的智能相機包括設置在LED光源上方的CMOS圖像采集模塊、與CMOS圖像采集模塊連接的DSP圖像處理和分析模塊、與DSP圖像處理和分析模塊輸出端相接的光源光強控制模塊。光源光強控制模塊的輸出端連接光源恒流驅動器輸入端，調整光源恒流驅動器的輸出電流。

本發明所述的對比色卡為單色灰度卡。

極片表面缺陷檢測中光源亮度實時調整裝置的調整方法：

步驟一、根據被檢極片被檢測時的最佳狀態，標定對比色卡圖像的最佳亮度值A；?

步驟二、由光源恒流驅動器為LED光源提供工作電流，LED光源照射被檢極片和對比色卡；

步驟三、智能相機的CMOS圖像采集模塊獲取LED光源照射下的被檢極片和對比色卡的圖像，智能相機內部的DSP圖像處理和分析模塊對所采集的對比色卡圖像進行處理，將對比色卡圖像的亮度值與所標定的最佳亮度值A進行對比分析，并將分析結果送給光源光強控制模塊，光源光強控制模塊根據分析結果對光源恒流驅動器發出指令，調整光源恒流驅動器的輸出電流，直到被檢極片和對比色卡圖像達到CMOS圖像采集模塊中記錄的最佳狀態；

步驟四、當外界環境光源發生變化時，智能相機監測到對比色卡圖像的亮度值與最佳亮度值A不一致時，重復步驟三，直至由CMOS采集模塊獲得的對比色卡的亮度值達到最佳亮度A，實現閉環控制，從而使得極片表面缺陷視覺檢測系統能夠根據外界光強的變化實時調整光源亮度，克服外界環境光的影響，保證被檢極片圖像的質量。

本發明所述的最佳狀態為在LED光源照射下，CMOS圖像采集模塊所采集到的被檢極片圖像中表面缺陷清楚呈現的狀態，此狀態下的對比色卡圖像的灰度值為最佳亮度值A。