用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统，包括精准计算分辨率测试模块，复合成像系统模块，标定系统模块，成像参数计算及方案确定模块。精准计算分辨率测试模块测量被测样本的缺陷尺寸，并且确定成像分辨率。标定系统模块执行成像前的快速聚焦，定位聚焦位置，标定相机光源并确定相机成像距离。复合成像系统模块对运动样本的缺陷进行成像，并根据不同的光源角度完成明场，暗场，过渡场及侧光的成像。成像参数计算及方案确定模块预估并计算成像分辨率，对相机选型，依据成像分辨率及成像角度计算成像距离、标定计算、图像处理及最终成像方案的输出。本发明专利技术自动化程度高，计算精准，快速标定，快速测设，大大提高测试效率。

System for rapid determination of accurate imaging schemes for strip defect detection

The invention discloses a method for rapid determination of strip defect detection system of precision imaging scheme, including the accurate calculation of resolution test module, composite imaging system module, system calibration module, calculation and method of imaging parameters determination module. The precision calculation resolution module measures the defect size of the sample being measured, and determines the imaging resolution. The calibration system module performs fast focusing before imaging, positioning focus position, calibrating camera light source and determining camera imaging distance. The imaging module of motion imaging system defects of composite samples, and according to the different light source angle complete bright field, dark field imaging, transition field and side light. Calculation and scheme determination module and calculate the estimated imaging parameters on image resolution, camera selection, on the basis of imaging resolution and imaging angle calculation of imaging distance, calibration calculation, image processing and final output imaging scheme. The invention has the advantages of high degree of automation, accurate calculation, rapid calibration and rapid test setting, thereby greatly improving the testing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统
本专利技术涉及成像检测，更具体地说，涉及一种用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统。
技术介绍
目前，基于机器视觉的表面检测系统已经成功应用在各个行业。作为带钢表面缺陷检测方法之一的机器视觉检测系统具有不可替代的作用。由于被检测对象千变万化，即使同一机组对于不同时间段产生的缺陷也各不相同，因此在机组增加表面检测系统之前，需要进行，全面的，大量的，繁琐的测试工作，来确定成像方案，以确保日后能够检测出关注的缺陷。同时，对于已有检测系统，对于机组变换材料，新增缺陷，往往之前的成像方案不能完全满足现场的要求，为了更为精准的检测出关注的缺陷，这时也需要对现场设备成像系统进行微调甚至改造，这也需要进行进一步的实验室的测试，提出更为合理的成像方案。对于实验室的前期测试工作，通常需要收集大量的缺陷样本，同时对于缺陷样本进行逐一的测试，通常成像的角度，光源的亮度，成像的方式，相机选型，镜头的匹配，光源的散射都是模糊的，需要进行反复的摸索与调整，最终在大量图像面前选取成像效果较好的，并且在这个成像方案下能够检测出大部分缺陷的参数配置，作为最终的实施方案。这样的做法，通常需要耗费大量的时间和精力，而得到的结果也往往不是最佳的选择。专利201310259872.5公开了一种机器视觉二维检测平台装置，可实现在线测量，测量速度依据于测量物的复杂度。专利201010197208.9公开了一种机器视觉线阵测试装置，多方位多角度调节被测机器与发光源的位置，可方便而快速地获取不同角度位置与不同光照角度的图像。
技术实现思路
针对现有技术中存在的表面检测之前需要复杂测试工作的问题，本专利技术的目的是提供一种用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统，包括精准计算分辨率测试模块，复合成像系统模块，标定系统模块，成像参数计算及方案确定模块。精准计算分辨率测试模块测量被测样本的缺陷尺寸，并且确定成像分辨率。标定系统模块执行成像前的快速聚焦，定位聚焦位置，标定相机光源并确定相机成像距离。复合成像系统模块对运动样本的缺陷进行成像，并根据不同的光源角度完成明场，暗场，过渡场及侧光的成像。成像参数计算及方案确定模块预估并计算成像分辨率，对相机选型，依据成像分辨率及成像角度计算成像距离、标定计算、图像处理及最终成像方案的输出。根据本专利技术的一实施例，精准计算分辨率测试模块包括X轴可调节支架(2)、相机微调机构(3)、相机(4)、可移动试验台载物台(6)、Y轴可调节相机支架(8)。带标尺的Y轴可调节相机支架(8)垂直于地面安装，X轴可调节支架(2)可活动地安装于Y轴可调节相机支架(8)上，相机微调机构(3)安装于X轴可调节支架(2)的下表面，相机(4)安装于相机微调机构(3)的末端，且相机(4)对准可移动试验台载物台(6)。根据本专利技术的一实施例，复合成像系统模块包括可移动试验台载物台(6)、移动载物台导轨(9)、侧光光源(12)、光源(17)、相机(22)。可移动试验台载物台(6)安装于移动载物台导轨(9)上，沿可移动试验台载物台(6)的前进方向，光源(17)、侧光光源(12)、相机(22)依次设置于可移动试验台载物台(6)的前方。光源位于移动载物台导轨(9)的正上方，测光光源垂直于移动载物台导轨(9)，且位于移动载物台导轨(9)的侧面。根据本专利技术的一实施例，标定系统模块包括Y轴可调节光源支架(10)、光源调节器(11)、对焦标定滑块(13)、可移动支架的导轨(14)、刻度尺(16)、光源调节器(18)、光源支架(19)、相机支架(20)、相机调节器(21)、Y轴可调节相机支架(23)、控制台(24)。Y轴可调节光源支架(10)垂直于地面安装，光源支架(19)可活动地安装于Y轴可调节光源支架(10)上，光源调节器(18)安装于光源支架(19)的下表面，光源(17)安装于光源调节器(18)的末端。侧光光源(12)安装于光源调节器(11)上，且光源调节器(11)的下方设有对焦标定滑块(13)，对焦标定滑块(13)下方设置可移动支架的导轨(14)。刻度尺(16)平行设置于移动载物台导轨(9)的下方，Y轴可调节相机支架(23)垂直于地面安装，相机支架(20)可活动地安装于Y轴可调节相机支架(23)上，相机调节器(21)安装于相机支架(23)的下表面，相机(22)安装于相机支架(23)的末端。控制台24安装于外部。根据本专利技术的一实施例，成像参数计算及方案确定模块包括测试系统25，安装于外部。在上述技术方案中，本专利技术的用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统可以实现：从缺陷大小的精确测量，到成像分辨率的自动设定，从分辨率的确定到相机的基本选型和成像方案的确定，从精准标定到明场，暗场，过渡场及侧光成像的一次性完成，从方案的对比到最终的成像方案的确定。试验平台的多自由度的变化，可以实现多相机，多光源的不同变换，光源卡槽设计可以满足对光源散射膜的轻松更换，从而大大满足对不同缺陷检测的需求及光源设计的需求。本专利技术自动化程度高，计算精准，快速标定，快速测设，从而大大提高测试效率，同时也提供了更为准确和科学的设计方案，为系统的搭建奠定了坚实的理论基础。附图说明图1是本专利技术用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案系统的结构示意图；图2是移动载物台的结构示意图；图3是微小尺寸确定及成像选型流程图；图4A至4E是标定模块及对应成像情况示意图；图5是标定流程图；图6是测试及输出流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。参照图1，本专利技术公开一种用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统，其主要包括4个主要模块，即精准计算分辨率测试模块、复合成像系统模块、标定系统模块、成像参数计算及方案确定模块。上述4个模块由多个部件构成，包括：安全护栏感应器1、X轴可调节支架2、3D相机微调机构3、高精度3D相机4、待测样本5、带夹具及标尺的可移动载物台6、安全护栏7、带标尺的Y轴可调节相机支架8、移动载物台导轨9、带标尺的Y轴可调节光源支架10、可小距离调节远近及小角度的光源调节器11、带卡槽可替换不同膜的侧光光源12、对焦标定滑块13、可移动支架的导轨14、带标尺的Y轴可调节光源支架15、对焦标定滑块的刻度尺16、带卡槽可替换不同膜的光源17、调节角度的光源调节器18、可横纵调节的光源支架19、可横纵调节的相机支架20、调节角度的相机调节器21、相机22、带标尺的Y轴可调节相机支架23、控制台24、成像标定及测试系统25、样本夹具26～29、运动方向标尺30～32、垂直运动方向标尺33～35。其中，精准计算分辨率测试模块包括：X轴可调节支架2；3D相机微调机构3；高精度3D相机4；带夹具的可移动试验台载物台6；带标尺的Y轴可调节相机支架8。带标尺的Y轴可调节相机支架8垂直于地面安装，X轴可调节支架2可活动地安装于Y轴可调节相机支架8上，相机微调机构3安装于X轴可调节支架2的下表面，相机4安装于相机微调机构3的末端，且相机4对准可移动试验台载物台6。复合成像系统模块包括：带夹具的可移动试验台载物台6；移动载物台导轨9；带卡槽可替换不同膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统，其特征在于，包括：精准计算分辨率测试模块，复合成像系统模块，标定系统模块，成像参数计算及方案确定模块；所述精准计算分辨率测试模块测量被测样本的缺陷尺寸，并且确定成像分辨率；所述标定系统模块执行成像前的快速聚焦，定位聚焦位置，标定相机光源并确定相机成像距离；所述复合成像系统模块对运动样本的缺陷进行成像，并根据不同的光源角度完成明场，暗场，过渡场及侧光的成像；所述成像参数计算及方案确定模块预估并计算成像分辨率，对相机选型，依据成像分辨率及成像角度计算成像距离、标定计算、图像处理及最终成像方案的输出。

【技术特征摘要】
1.一种用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统，其特征在于，包括：精准计算分辨率测试模块，复合成像系统模块，标定系统模块，成像参数计算及方案确定模块；所述精准计算分辨率测试模块测量被测样本的缺陷尺寸，并且确定成像分辨率；所述标定系统模块执行成像前的快速聚焦，定位聚焦位置，标定相机光源并确定相机成像距离；所述复合成像系统模块对运动样本的缺陷进行成像，并根据不同的光源角度完成明场，暗场，过渡场及侧光的成像；所述成像参数计算及方案确定模块预估并计算成像分辨率，对相机选型，依据成像分辨率及成像角度计算成像距离、标定计算、图像处理及最终成像方案的输出。2.如权利要求1所述的用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统，其特征在于，所述精准计算分辨率测试模块包括：X轴可调节支架(2)、相机微调机构(3)、相机(4)、可移动试验台载物台(6)、Y轴可调节相机支架(8)；所述带标尺的Y轴可调节相机支架(8)垂直于地面安装，所述X轴可调节支架(2)可活动地安装于Y轴可调节相机支架(8)上，所述相机微调机构(3)安装于X轴可调节支架(2)的下表面，相机(4)安装于相机微调机构(3)的末端，且相机(4)对准所述可移动试验台载物台(6)。3.如权利要求2所述的用于带材缺陷检测快速确定精准成像方案的系统，其特征在于，所述复合成像系统模块包括：可移动试验台载物台(6)、移动载物台导轨(9)、侧光光源(12)、光源(17)、相机(22)；可移动试验台载物台(6)安装于所述移动载物台导轨(9)上，沿可移动试验台载物台(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁爽，何永辉，杨水山，石桂芬，宗德祥，彭铁根，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31