[發明專利]一種漫反射結構光的表面缺陷光學檢測系統和方法

有效

• 申請號: 201910509569.3
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110261390B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 陳庚亮;鄭爽
• 申請（專利權）人: 深圳市智能機器人研究院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種漫反射結構光的表面缺陷光學檢測系統和方法，其中系統包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、漫反射光源和結構光光柵，所述漫反射光源的光線經過結構光光柵后照射到待測物體上，并在待測物體形成明暗相間的光線形狀，所述圖像采集模塊和圖像處理模塊連接；所述圖像采集模塊用于采集待測物體的圖像信息，并將采集到的圖像信息發送至圖像處理模塊；所述圖像處理模塊用于根據圖像信息獲取光線形狀的形狀參數，并根據形狀參數對待測物體進行缺陷分析。本發明在待測物上照射呈現明暗相間的光線形狀后，根據光線形狀的形狀參數對待測物體進行缺陷分析，能夠檢測出待測物上的大缺陷和小缺陷，可廣泛應用于自動光學檢測領域。

技術領域

本發明涉及自動光學檢測領域，尤其涉及一種漫反射結構光的表面缺陷光學檢測系統和方法。

背景技術

在工業技術發展的帶動下，人們對工業零件的表面精確度要求越來越高，無論是針對外觀完整性還是缺陷類型檢測都提出了新的要求。零件的外觀及缺陷檢測成為了工業生產加工過程中不可或缺的一部分。目前，零件的外觀及缺陷檢測方法主要有三種：1、基于超聲波、射線、電磁渦流等的檢測方法；2、人工目測檢測方法；3、機器視覺檢測方法。

近幾年來，隨著LED技術、圖像采集技術、數據傳輸技術的不斷發展更新，基于機器視覺的檢測技術得到了長足的發展。由于機器視覺檢測不需要或較少需要人為的干預，是一種自動化、高性能的檢測方式，能夠實現100％實時在線自動檢測。目前已經廣泛應用于液晶顯示屏、鋼板軋制、紡織品等生產過程中的質量控制，并且取得了良好的效果。

對于平整的光滑表面，目前基于視覺缺陷檢測的方法中，絕大部分采用高角度光或者低角度光照射到工件，然后設定一定角度的工業相機進行圖像采集。在此過程中，平整表面的圖像無明顯變化，而對于缺陷表面，缺陷部分會使漫反射的一致性受到破壞，從而造成缺陷區域和灰度背景區域出現明顯的灰度跳躍，以此來判斷缺陷。

但是這種方法對于非平整的光滑曲面，無法實現相應的檢測效果，特別是缺陷物理尺寸較小，或者特征不明顯的待測件。在非平整的光滑曲面上，由于鏡面反射的關系，當光源按照一定的角度照射到工件表面時，對應的采集相機必須按照鏡面反射的對應位置進行圖像采集。由于曲面外觀的不確定性，相機的對應位置無法確定。因此，固定位置相機無法有效的采集圖像數據。而且，對于表面曲率變化很小的凹坑缺陷或者凸起缺陷，由于表面變化很小，傳統的方法無法通過灰度值的變化或其他特征檢測到缺陷。目前還沒有一種技術能夠對上述非平整光滑曲面的缺陷進行檢測。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種能夠針對非平整光滑曲面進行表面缺陷光學檢測的系統和方法。

本發明所采用的第一技術方案是：

一種漫反射結構光的表面缺陷光學檢測系統，包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、漫反射光源和結構光光柵，所述漫反射光源的光線經過結構光光柵后照射到待測物體上，并在待測物體形成明暗相間的光線形狀，所述圖像采集模塊和圖像處理模塊連接；

所述圖像采集模塊用于采集待測物體的圖像信息，并將采集到的圖像信息發送至圖像處理模塊；

所述圖像處理模塊用于根據圖像信息獲取光線形狀的形狀參數，并根據形狀參數對待測物體進行缺陷分析。

進一步，還包括用于傳送待測物體的傳送裝置，所述傳送裝置包括移動平臺和用于控制移動平臺運動的運動控制模塊，所述運動控制模塊和圖像處理模塊連接。

進一步，所述漫反射光源包括漫射板和多個燈帶模塊，各所述燈帶模塊包括串聯燈帶和用于控制串聯燈帶的亮度的電流驅動單元。

進一步，所述串聯燈帶的亮度依次增加或依次減小。

進一步，所述串聯燈帶由多個LED燈串聯組成，所述LED燈為白色LED燈、紅色LED燈及藍色LED燈中任一種LED燈。