[發明專利]一種多光源自動打光裝置及其圖像合成方法

有效

• 申請號: 201910520680.2
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110231289B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 金閎奇;陳新度;吳磊;葉泳駿;鐘志強
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/956;G01N21/89
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 譚昉

1.一種多光源自動打光裝置，其特征在于，包括：

打光支架，所述打光支架包括位于不同高度位置的至少第一環形支架、第二環形支架和第三環形支架，還至少包括設于所述第一環形支架上的第一可控光源、設于所述第二環形支架上的第二可控光源和設于所述第三環形支架上的第三可控光源；

呈物臺，所述呈物臺于所述打光支架底部形成的待測區域；

陣列相機組件，包括設于所述打光支架頂部的明域相機和暗域相機；

光源控制器，用于控制所述第一可控光源、第二可控光源和第三可控光源的照明角度和照明范圍；

機器視覺檢測模塊，用于根據所述明域相機和暗域相機在不同照明環境下獲取的待測工件的圖像，生成合成圖像；

所述打光裝置還包括設于所述明域相機和暗域相機上的距離傳感器，所述距離傳感器用于檢測各所述明域相機和暗域相機與所述待測工件的相對距離；

所述呈物臺包括設于所述待測區域周圍的夾持組件、位于所述夾持組件下方用于承托所述待測工件的托盤、以及設于所述托盤下方的角度調整機構，所述角度調整機構包括伸縮桿、與伸縮桿連接的萬向球以及設于所述萬向球和托盤之間的吸盤，所述吸盤可脫離的與所述托盤連接；

所述機器視覺檢測模塊還用于調整所述伸縮桿的高度、以及所述萬向球的角度，以使所述待測工件與各所述明域相機和暗域相機的相對距離在預設距離范圍內；

所述托盤為透明托盤，所述呈物臺上還設有伸縮樞軸，所述托盤側壁上設置有與所述伸縮樞軸對應的樞孔；

所述機器視覺檢測模塊還用于控制所述伸縮樞軸翻轉所述托盤，以翻轉所述待測工件。

2.如權利要求1所述的多光源自動打光裝置，其特征在于，所述明域相機和暗域相機的數量為各兩個，所述明域相機和暗域相機設于所述待測區域上方，且所述明域相機和暗域相機在圓周方向上間隔分布。

3.如權利要求2所述的多光源自動打光裝置，其特征在于，所述打光支架包括外支架和內支架，所述第一環形支架、第二環形支架和第三環形支架形成于所述內支架上；所述外支架于所述呈物臺上形成用于支撐所述內支架的支撐框架、于所述內支架上方形成梁狀框架，所述明域相機和暗域相機可活動的設置在所述梁狀框架上。

4.如權利要求3所述的多光源自動打光裝置，其特征在于，所述內支架的形狀為半球形，所述內支架于所述明域相機和暗域相機下方形成圖像采集缺口。

5.一種圖像合成方法，其特征在于，應用于權利要求1至4任一項所述的多光源自動打光裝置，包括：

控制第一可控光源在第一環形支架上呈常亮線光源狀態；

控制第二可控光源在第二環形支架的多個預設角度依次照射待測工件；

控制第三可控光源在第三環形支架的多個預設角度依次照射待測工件；

當第二可控光源或第三可控光源在不同預設角度照射待測工件時，控制陣列相機組件獲取所述待測工件圖像，生成待測工件圖像亮度矩陣；

根據所述待測工件圖像亮度矩陣和所述待測工件圖像，生成合成圖像。

6.如權利要求5所述的圖像合成方法，其特征在于，所述當第二可控光源或第三可控光源在不同預設角度照射待測工件時，控制陣列相機組件獲取所述待測工件圖像，得到待測工件圖像亮度矩陣的步驟，包括：

當第二可控光源在不同預設角度照射待測工件、且第三可控光源熄滅時，控制陣列相機組件獲取待測工件的圖像，生成第一待測工件圖像組；

當第三可控光源在不同預設角度照射待測工件、且第二可控光源熄滅時，控制陣列相機組件獲取待測工件的圖像，生成第二待測工件圖像組；

根據所述第一待測工件圖像組和第二待測工件圖像組，生成待測工件圖像亮度矩陣。

7.如權利要求6所述的圖像合成方法，其特征在于，定義所述待測工件圖像亮度矩陣為I_n為第n幅圖像的亮度矩陣，所述根據所述待測工件圖像亮度矩陣，生成合成圖像的步驟，包括：

根據公式確定G值，其中為已知的光源照射角度矩陣，L_n^T為第n幅圖像對應的光源入射角度；

根據公式其中k_d＝||G||，生成合成圖像。