一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置及方法，包括单摄像机全方位主动视觉传感器、旋转置物平台、图像采集卡和计算机；单摄像机全方位主动视觉传感器包括摄像机、上部反射镜组、下部反射镜组、金属杆和线激光器组；上部反射镜组和下部反射镜组相互垂直放置，并用金属杆固定成为一个整体；线激光器组固定于下部反射镜组正下方；摄像机垂直放置于上部反射镜组正上方；待检测电连接器壳体垂直置于单摄像机全方位主动视觉传感器正下方；图像采集卡安装于计算机内、且和单摄像机全方位主动视觉传感器中摄像机用线缆相连，利用计算机对图像采集卡采集到的图像进行图像分析，实现电连接器壳体缺陷的检测。

Device and method for detecting defect of electric connector shell based on single camera omnidirectional active vision

The invention provides a single camera full range active vision detection device and electrical connector shell defect method based on single camera, including a full range of active vision sensor, rotating platform, image acquisition card and computer; single camera omni-directional active vision sensor comprises a camera, an upper mirror group and lower group, the metal rod and the mirror line laser group; upper mirror group and the lower part of the mirror group placed perpendicular to each other, and with a metal rod is fixed into a whole; line laser group fixed at the lower part below the mirror group; the camera placed vertically in the upper part of the mirror group is at the top; detecting connector shell is placed perpendicular to the full range of single camera active vision sensor just below; image acquisition card installed on the computer, and a single camera full range active vision sensor camera The image collected by the image acquisition card is analyzed by computer to realize the detection of the defects of the electric connector casing.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置及方法
本专利技术属于机器视觉技术研究领域，具体涉及一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置及方法。
技术介绍
高密度电连接器组件是航空航天、航海、军工、工业、精密机械、信息乃至家用电器等众多领域控制与驱动系统的重要基础元器件，其技术性能的高低直接影响和制约了这些行业的发展水平。目前大多数电连接器壳体制造企业都采用人工目测检测或简单工具测量的方法，费时费力，效率低下且检测精度容易受到人员素质差异的影响，高质量的产品难以保证。随着工业技术水平的发展和对高精度电连接器要求的提高，传统的电连接器壳体缺陷检测技术已经无法满足现代工业生产的需要，亟需研发一种高效、可靠的电连接器壳体缺陷检测技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置及方法，用于电连接器壳体缺陷的检测，以提高检测效率。本专利技术的技术方案是：一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置，包括单摄像机全方位主动视觉传感器、旋转置物平台、图像采集卡和计算机；所述单摄像机全方位主动视觉传感器包括摄像机、上部反射镜组、下部反射镜组、金属杆和线激光器组；所述上部反射镜组和下部反射镜组相互垂直放置，且两者的中心在同一条垂线上，并用金属杆固定成为一个整体；所述线激光器组固定于下部反射镜组正下方；所述摄像机垂直放置于上部反射镜组正上方；待检测电连接器壳体垂直置于所述单摄像机全方位主动视觉传感器正下方、且位于旋转置物平台的中心位置；所述图像采集卡安装于计算机内、且和所述单摄像机全方位主动视觉传感器中摄像机用线缆相连，利用所述计算机对所述图像采集卡采集到的图像进行图像分析，实现电连接器壳体缺陷的检测。上述方案中，所述上部反射镜组由六片形状相同的等腰梯形平面镜组成，且两两相连围成一个空心正六棱台，其反射面为空心正六棱台的内表面。上述方案中，所述下部反射镜组由六片形状相同的等腰梯形平面镜组成，与所述上部反射镜组中的等腰梯形平面镜对应边长的比例为1:3，并且两两相连围成一个小空心正六棱台，但反射面为小空心正六棱台外表面。上述方案中，所述摄像机镜头前加装滤镜，只允许波长为650纳米附近谱段的光线穿过，视场刚好覆盖所述下部平面反射镜组。上述方案中，所述线激光器组是指十二只可投射线状光条的半导体激光器按正六边形排列，且每边分布两只，固定于所述下部反射镜组正下方，用于对其正下方待检测电连接器壳体表面投影线状激光光条，且自身被所述下部反射镜组所遮挡，自身不会成像于所述摄像机中。上述方案中，所述单摄像机全方位主动视觉是指仅利用一台摄像机拍摄一幅图像就可获取所述待检测电连接器壳体表面覆盖有激光光条的360度侧表面图像以及顶端表面图像，其中以60度为间隔将360度侧表面激光光条图像分别呈现在该单幅图像的六个不同区域并围成一个正六边形；所述待检测电连接器壳体顶端表面图像则呈现在该正六边形的中心位置，其区域形状也是一个正六边形。上述方案中，所述基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测是指所述图像采集卡通过所述单摄像机全方位主动视觉传感器采集待检测电连接器壳体表面的激光光条图像，利用所述计算机进行图像分析，实现待检测电连接器壳体缺陷的检测。一种利用根据所述基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置的检测方法，包括以下步骤：S1、图像采集阶段，打开线激光器组并调整投射光条的宽度和光条亮度，将待检测电连接器壳体垂直放置于旋转置物平台的中心位置，保证该紧固件处于线激光器组中心区域正下方，使其表面覆盖多条激光光条，亮度合适，同时保证待检测电连接器壳体处于单摄像机全方位主动视觉光轴中心，线激光器组将激光投射到待检测电连接器壳体表面调制后，待检测电连接器壳体表面光条图像首先反射到上部反射镜组，再经由下部反射镜组反射后被摄像机接收，启动步进电机驱动旋转置物平台围绕着中心轴以一定的速度旋转，由所述单摄像机全方位主动视觉传感器中的摄像机进行扫描拍摄，图像采集卡通过单摄像机全方位主动视觉传感器连续采集待检测电连接器壳体表面的光条图像，并传输给计算机；S2、图像分析阶段，利用所述所述计算机对所述图像采集卡采集到的图像进行电连接器壳体缺陷检测分析，包括既进行电连接器壳体表面尺寸的缺陷检测，也进行电连接器壳体表面平整性的缺陷检测。上述方案中，所述电连接器壳体表面尺寸的缺陷检测步骤具体为：步骤一、传感器标定，获取所述单摄像机全方位主动视觉传感器的结构光测量模型参数，所述单摄像机全方位主动视觉传感器可看作由一台真实摄像机、六台虚拟摄像机与十二只线激光器组成，每相邻两台虚拟摄像机与同侧相应的四只线激光器形成多光条双结构光系统，由此共形成六组多光条双结构光系统，而一台真实摄像机与十二只线激光器则形成多光条单结构光系统；步骤二、区域切割，将覆盖有线状激光光条的所述待检测电连接器壳体一周共六块侧表面光条图像以及一块顶部表面光条图像从图像采集卡采集到的单幅全方位图像中切割出来，每相邻两块侧表面图像构成多光条双结构光系统视觉，一块顶部图像构成多光条单结构光系统视觉；步骤三、表面尺寸测量，利用已标定好的测量模型参数测量所述待检测电连接器壳体的表面尺寸；步骤四、缺陷判别，测量出的表面尺寸数据和标准尺寸数据进行比较，判别是否超出允许误差范围，如果超出允许误差范围，则判定电连接器壳体有缺陷，否则即为电连接器壳体无缺陷。上述方案中，所述壳体表面平整性缺陷检测步骤具体为：步骤一、传感器标定，获取所述单摄像机全方位主动视觉传感器的结构光测量模型参数；所述单摄像机全方位主动视觉传感器可看作由一台真实摄像机、六台虚拟摄像机与十二只线激光器组成，每相邻两台虚拟摄像机与同侧相应的四只线激光器形成多光条双结构光系统，由此共形成六组多光条双结构光系统，而一台真实摄像机与十二只线激光器则形成多光条单结构光系统；步骤二、扫描拍摄，正六边形排列的所述线激光器组将线状激光光条投射在所述待检测电连接器壳体表面，同时步进电机驱动旋转置物平台围绕着中心轴以一定的速度旋转，由所述单摄像机全方位主动视觉传感器中的摄像机对进行扫描拍摄；步骤三、序列图像的区域切割，提取扫描拍摄所获取的覆盖有线状激光光条的所述待检测电连接器壳体的图像序列中的每一幅，对每一幅光条图像切割出电连接器壳体一周共六块侧表面光条图像以及一块顶部表面光条图像；步骤四、获取表面稠密点云数据，基于切割出的图像，利用利用已标定好的测量模型参数测量获得一系列的截面轮廓，将截面轮廓组建起来获得整个待检测电连接器壳体表面稠密点云数据；步骤五、缺陷判别，根据待检测电连接器壳体表面稠密点云数据是否位于同一平面判别出是否存在壳体变形、凹坑与划痕缺陷。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、采用线激光器组、上部和下部反射镜组结合成整体的方式，减小了单摄像机全方位主动视觉传感器所需空间，其反射镜组也可按比例缩小，以实现全方位主动视觉传感器的小型化、微型化。2、单摄像机全方位主动视觉传感器仅拍摄一幅图像就能采集待检测电连接器壳体的360度侧面及顶部光条图像，加之投射多光条，大大缩短了检测时间，提高了电连接器壳体缺陷检测的效率。3、单摄像机全方位主动视觉传感器采用平面镜构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置，其特征在于，包括单摄像机全方位主动视觉传感器(6)、旋转置物平台(7)、图像采集卡(8)和计算机(9)；所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)包括摄像机(1)、上部反射镜组(2)、下部反射镜组(3)、金属杆(4)、线激光器组(5)；所述上部反射镜组(2)和下部反射镜组(3)相互垂直放置，且两者的中心在同一条垂线上，并用金属杆(4)固定成为一个整体；所述线激光器组(5)固定于下部反射镜组(3)正下方；所述摄像机(1)垂直放置于上部反射镜组(2)正上方；待检测电连接器壳体(10)垂直置于所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)正下方、且位于旋转置物平台(7)的中心位置；所述图像采集卡(8)安装于计算机(9)内、且和所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)中摄像机(1)用线缆相连，利用所述计算机(9)对所述图像采集卡(8)采集到的图像进行图像分析，实现电连接器壳体缺陷的检测。

【技术特征摘要】
1.一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置，其特征在于，包括单摄像机全方位主动视觉传感器(6)、旋转置物平台(7)、图像采集卡(8)和计算机(9)；所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)包括摄像机(1)、上部反射镜组(2)、下部反射镜组(3)、金属杆(4)、线激光器组(5)；所述上部反射镜组(2)和下部反射镜组(3)相互垂直放置，且两者的中心在同一条垂线上，并用金属杆(4)固定成为一个整体；所述线激光器组(5)固定于下部反射镜组(3)正下方；所述摄像机(1)垂直放置于上部反射镜组(2)正上方；待检测电连接器壳体(10)垂直置于所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)正下方、且位于旋转置物平台(7)的中心位置；所述图像采集卡(8)安装于计算机(9)内、且和所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)中摄像机(1)用线缆相连，利用所述计算机(9)对所述图像采集卡(8)采集到的图像进行图像分析，实现电连接器壳体缺陷的检测。2.根据权利要求1所述的一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置其特征在于，所述上部反射镜组(2)由六片形状相同的等腰梯形平面镜组成，且两两相连围成一个空心正六棱台，其反射面为空心正六棱台的内表面。3.根据权利要求1所述的一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置，其特征在于，所述下部反射镜组(3)由六片形状相同的等腰梯形平面镜组成，与所述上部反射镜组(2)中的等腰梯形平面镜对应边长的比例为1:3，并且两两相连围成一个小空心正六棱台，但反射面为小空心正六棱台外表面。4.根据权利要求1所述的一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置，其特征在于，所述摄像机(1)镜头前加装滤镜，只允许波长为650纳米附近谱段的光线穿过，视场刚好覆盖所述下部平面反射镜组(3)。5.根据权利要求1所述的一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置，其特征在于，所述线激光器组(5)是指十二只可投射线状光条的半导体激光器按正六边形排列，且每边分布两只，固定于所述下部反射镜组(3)正下方，用于对其正下方待检测电连接器壳体(10)表面投影线状激光光条，且自身被所述下部反射镜组(3)所遮挡，自身不会成像于所述摄像机(1)中。6.根据权利要求1所述的一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置，其特征在于，所述单摄像机全方位主动视觉是指仅利用一台摄像机拍摄一幅图像就可获取所述待检测电连接器壳体(10)表面覆盖有激光光条的360度侧表面图像以及顶端表面图像，其中以60度为间隔将360度侧表面激光光条图像分别呈现在该单幅图像的六个不同区域并围成一个正六边形；所述待检测电连接器壳体(10)顶端表面图像则呈现在该正六边形的中心位置，其区域形状也是一个正六边形。7.根据权利要求1所述的一种基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置，其特征在于，所述基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测是指所述图像采集卡(8)通过所述单摄像机全方位主动视觉传感器(6)采集待检测电连接器壳体(10)表面的激光光条图像，利用所述计算机(9)进行图像分析，实现待检测电连接器壳体缺陷的检测。8.一种利用根据权利要求1所述基于单摄像机全方位主动视觉的电连接器壳体缺陷检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、图像采集阶段，打开线激光器组(5)并调整投射光条的宽度和光条亮度，将待检测电连接器壳体(10)垂直放置于旋转置物平台(7)的中心位置，保证该紧固件处于线激光器组(5)中心区...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建斌，邹荣，姚滔，刘家旺，刘涵，许桢英，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32