一种基于机器视觉的反光体表面检测装置、方法、系统、设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于机器视觉的反光体表面检测装置、方法、系统、设备和存储介质。所述检测装置包括传送机构、光电门支架、摄像机、机械手和光电传感器，所述传送机构、光电门支架、摄像机和机械手依次设置于所述传送机构上方，所述光电传感器设置于所述光电门支架上；所述摄像机的数量至少为2个，所述至少2个摄像机斜向下对称设置于所述传送机构的两侧使得所述摄像机的光轴与所述传送机构的传送方向成夹角。本发明专利技术提供的基于机器视觉的反光体表面检测装置利用摄像机并应用偏转原理的图像倾斜成像技术，可以有效检查反光体表面的缺陷，从而获得缺陷图像并通过多轴机械手分拣，最终实现反光体检测的自动化。

Machine vision based surface detection device, method, system, device and storage medium

The invention relates to a reflector surface detection device, a method, a system, a device and a storage medium based on machine vision. The detection device comprises a transmission mechanism, a photoelectric gate bracket, a camera, a manipulator and a photoelectric sensor. The transmission mechanism, a photoelectric gate bracket, a camera and a manipulator are arranged above the transmission mechanism in turn, and the photoelectric sensor is arranged on the photoelectric gate bracket; the number of the cameras is at least 2. The at least two cameras are diagonally and symmetrically arranged on both sides of the transmission mechanism so that the optical axis of the camera is angled with the transmission direction of the transmission mechanism. The reflector surface detection device based on machine vision can effectively check the defect of the reflector surface by using the camera and the image tilting imaging technology based on the deflection principle, thereby obtaining the defect image and sorting by the multi-axis manipulator, and finally realizing the automation of the reflector detection.

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的反光体表面检测装置、方法、系统、设备和存储介质
本专利技术属于计算机
，更具体地，涉及一种基于机器视觉的反光体表面检测装置、方法、系统、设备和存储介质。
技术介绍
机器视觉是一项综合技术，包括图像处理、机械工程技术、控制、电光源照明、光学成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术。如今，中国正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一，应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等国民经济的各个行业。现有的各类基于机器视觉的检测系统，对于金属、药丸、车辆等检测技术已相当成熟，而对于检测反光度比较大的镜面和陶瓷材料，观察者不会看到表面本身，而是看到环境的镜像，检测系统难以快速识别成像。这对大多数表面检测方法(如三角测量或阴影形状)提出了重大问题，因为这些方法通常依赖于漫反射。下一代5G手机的通信将采用3Ghz以上的频谱，其毫米波的波长很短，来自金属的干扰非常厉害，金属机壳材质难以适用。陶瓷材料具有无信号屏蔽、硬度高、观感强及接近金属材料优异散热性等特点成为5G手机机壳的重要选择。氧化锆陶瓷比较脆，微小的缺陷或轻度应变就会导致极大的机械应力，为此生产过程中需要采取全样品的检测，机器视觉技术是自动检测设备的必然的需求。陶瓷手机后盖，易反光且缺陷较小等特点对机器视觉检测提出更高的要求。因此，开发一种基于机器视觉的5G手机陶瓷后盖板表面检测系统具有重要的研究意义和应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中检测系统对陶瓷手机后盖难以快速识别成像的缺陷与不足，提供一种基于机器视觉的反光体表面检测装置。本专利技术提供的检测装置可获取更高质量的反光体表面的图像，实现对反光体表面的机器视觉高效快速地检测。本专利技术的另一目的在于提供上述基于机器视觉的反光体表面检测方法。本专利技术的另一目的在于提供一种基于机器视觉的反光体表面检测系统。本专利技术的另一目的在于提供一种基于机器视觉的反光体表面检测的计算机设备。本专利技术的另一目的在于提供一种基于机器视觉的反光体表面检测的可读存储介质。为实现上述专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于机器视觉的反光体表面检测装置，包括传送机构、光电门支架、摄像机、机械手和光电传感器，所述传送机构、光电门支架、摄像机和机械手依次设置于所述传送机构上方，所述光电传感器设置于所述光电门支架上；所述摄像机的数量至少为2个，所述至少2个摄像机斜向下对称设置于所述传送机构的两侧使得所述摄像机的光轴与所述传送机构的传送方向成夹角。本专利技术提供的检测装置中的传送机构用于对反光体进行传送；光电传感器用于感应反光体经过，通过其感应及传送带的传送速度和传送距离等条件，可得到任一时刻某一特定的反光体的位置(或某一特定的反光体到达某一地点所需的时间)；2个对称的摄像机用于对反光体进行全方位的持续摄像，且由于采用倾斜设置，该摄像机可采用倾斜成像技术从而有效避免反光体反光问题，获得清晰的图像，利用图像处理技术，进而对反光体的缺陷位置和大小进行精确定位；机械手用于对有缺陷的反光体进行分拣，将其搬送至其它位置。光电传感器、摄像机和机械手等的配合作用，可对某一有缺陷的反光体进行识别及定位，最终实现反光体检测的自动化。本专利技术所指的反光体是指反光度比较大的镜面(如玻璃)和陶瓷材料等。另外，本专利技术利用所获取的图像来得到缺陷的大小和位置在现有技术中是一项比较纯熟的技术，如利用与摄像机信号传输端连接的图像处理设备(如电脑)，通过halcon软件与VS2015软件进行九点标定后，对同一个反光体表面的所有图像进行合成，就会得到一张具有完整的表面清晰的反光体图像，再通过对图层进行分离以及阈值分割、连通域分析、边缘检测、开闭运算等算法即可精准的得知缺陷的大小和位置。机械手对于特定反光体的分拣在现有技术中也是一项比较纯熟的技术(如PLC为控制器，基于伺服系统，采用闭环控制，可实现机械手末端的移动和定位技术)，可直接适用于本专利技术中，机械手接收到图像处理设备关于缺陷信息的信号后，即可进行分拣动作。本专利技术提供的检测装置中摄像机的光轴与所述传送机构的传送方向之间的夹角可根据实际光源分布以及反光体的大小调整角度，使图像均匀分布。优选地，所述夹角为30～60°。更为优选地，所述夹角为45°。优选地，所述传送机构包括传送工作台、用于支撑所述传送工作台的型材架、设置于所述型材架下方的脚轮，所述传送工作台上设置有滚筒传送带，所述滚筒传送带通过滚筒头固定挡板固定。优选地，所述脚轮为65脚轮。优选地，所述检测装置还包括用于调节所述夹角的摄像机调整支架，所述摄像机设置于所述摄像机调整支架上。更为优选地，所述摄像机调整支架包括下方固定板、上方支撑板和高度可调的调整螺钉；所述下方固定板与所述传送机构固定连接，所述调整螺钉设置于所述下方固定板上，所述上方支撑板一端与所述下方固定板固定连接，另一端设置于所述调整螺钉。通过调节调整螺钉的高度可改变上方支撑板的倾斜角度，从而改变摄像机的光轴与所述传送机构的传送方向的夹角。优选地，所述摄像机为CCD工业摄像机；所述机械手为六轴机械手。更为优选地，所述六轴机械手包括用于驱动的步进电机、用于固定的机械手底端、设置于所述机械手底端上的机械手中间臂和机械手前臂。步进电机可依次驱动机械手中间臂和机械手前臂，从而实现机械手前端在空间上将反光体吸起来，移动到下一传送带装置上。应当理解的是，此处的步进电机的数量与其驱动的需求是相对应的，一般来说6个步进电机可使得机械手可以在任一个区域将手机陶瓷后盖板移送到下一区域。优选地，所述传送机构为垂直设置的进料端传送机构和出料端传送机构，所述进料端传送机构和出料端传送机构的垂直处设置有机械手工作台，所述机械手设置于所述机械手工作台上。优选地，所述光电门支架包括上挡板和竖直向下设置在上挡板两侧的侧挡板，所述光电传感器设置于所述光电门支架的上挡板的下端面的中部。优选地，所述反光体为陶瓷或玻璃。应当理解的是由陶瓷或玻璃材料制得的仪器、设备或样品也在反光体的范畴。更为优选地，所述反光体为5G手机陶瓷后盖板。本专利技术提供一种基于机器视觉的反光体表面检测方法，所述方法包括：S1：获取反光体经过的信号；S2：根据反光体经过的信号，采用倾斜成像技术拍摄图像获取反光体表面的图像信息；S3：根据图像信息进行处理获取反光体表面缺陷的大小和位置信息，然后发射是否存在缺陷的信号；S4：根据是否存在缺陷的信号，对反光体进行分拣。本专利技术所指的倾斜成像技术采用偏转原理，即摄像机的光轴与拍摄的反光体成倾斜角度时进行拍摄的技术。该技术可尽大可能地消除或避免反光体表面的反光问题，获得清晰的图像。应当理解的是，拍摄图像是连续拍照还是录像，连续拍照的间隔是多少是可以根据实际情况来进行选取的，只要最终可获得每一个反光体的表面的完整图像即可。优选地，S2中拍摄图像为连续拍摄或录像。优选地，S3步骤中对图像信息进行处理的过程包括：S3步骤中对图像信息进行处理的过程包括：基于预设合成算法对所述图像信息进行合成，获得每一反光体的完整表面图像信息；基于预设缺陷算法对所述表面图像信息进行缺陷分析，获得缺陷数据；若所述缺陷数据超出预设缺陷阈值，发出该反光体表面存在缺陷的信号。优选地，所述缺陷算法包括图层分离、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的反光体表面检测装置，其特征在于，包括传送机构（1）、光电门支架（2）、摄像机（3）、机械手（4）和光电传感器（5），所述传送机构（1）、光电门支架（2）、摄像机（3）和机械手（4）依次设置于所述传送机构（1）上方， 所述光电传感器（5）设置于所述光电门支架（2）上；所述摄像机（3）的数量至少为2个，所述至少2个摄像机（3）斜向下对称设置于所述传送机构（1）的两侧使得所述摄像机（3）的光轴与所述传送机构（1）的传送方向成夹角。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的反光体表面检测装置，其特征在于，包括传送机构（1）、光电门支架（2）、摄像机（3）、机械手（4）和光电传感器（5），所述传送机构（1）、光电门支架（2）、摄像机（3）和机械手（4）依次设置于所述传送机构（1）上方，所述光电传感器（5）设置于所述光电门支架（2）上；所述摄像机（3）的数量至少为2个，所述至少2个摄像机（3）斜向下对称设置于所述传送机构（1）的两侧使得所述摄像机（3）的光轴与所述传送机构（1）的传送方向成夹角。2.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括用于调节所述夹角的摄像机调整支架（11），所述摄像机（3）设置于所述摄像机调整支架（11）上。3.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于，所述摄像机（3）为CCD工业摄像机；所述机械手（4）为六轴机械手（4）。4.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于，所述光电门支架（2）包括上挡板和竖直向下设置在上挡板两侧的侧挡板，所述光电传感器（5）设置于所述光电门支架（2）的上挡板的下端面的中部。5.根据权利要求1所述检测装置，其特征在于，所述反光体为陶瓷或玻璃。6.一种基于机器视觉的反光体表面检测方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取反光体经过的信号；S2：根据反光体经过的信号，采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建文，李晓彦，劳振鹏，孙振忠，叶国良，曾志彬，吴国洪，
申请(专利权)人：东莞理工学院，东莞市横沥模具科技产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44