基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置，属于粗糙度检测技术领域。检测装置包括检测平台、定制彩色光源、图像获取单元和智能终端；定制彩色光源包括灯座、灯珠和方形灯罩，灯座表面设置有方形灯罩；图像获取单元为相机，定制彩色光源和图像获取单元通过支架设置在检测平台的上方，且定制彩色光源发射的光和图像获取单元均朝向检测平台上待测物件的表面，方形灯罩的平面中心法线与待测物件上表面的法线的夹角为θ

Customized light source roughness detection device based on red green color difference

【技术实现步骤摘要】
基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置
本技术涉及工件表面粗糙度检测
，具体涉及基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置。
技术介绍
表面粗糙度的机器视觉检测方法一般是通过分析灰度图像，针对图像灰度值信息进行客观量化，然后运用图像纹理分析技术(图像纹理分析技术一般归纳为频谱、结构和统计三大类)，得出表面粗糙度与机器视觉指标之间的关系。由于灰度图像是一个降质的图像，在一定程度上减少了图像特征对表面粗糙度的敏感性，在视觉上也不能很好地主观评判；而且，应用较多的灰度共生矩阵方法需结合显微装置，导致测试视场小，操作不方便，工作效率低。另外，傅立叶变换的频谱特征对有周期性规律的纹理特征有较好地鲁棒性，但对于纹理特征随机性较大的磨削工件，用频谱特征来评判表面粗糙度则敏感性不强，而且人工神经网络的预测精度受训练样本数、训练参数和网络结构等因素的影响较大，在小样本时其预测精度不能保证。文献表明，色彩是一个敏感的描绘因子，它常常可简化从场景中提取和识别目标，且很少有文献通过研究彩色图像质量来量化地预测表面粗糙度。由于磨削试样本身不具备色彩分明的特点，通过直接拍摄试样很难获得显著颜色差别信息。古人以铜为镜，很早就利用虚像来观察容貌，容貌清晰与否与铜镜的表面光滑有关，而且绝大多数金属表面容易产生虚像，基于这种认知，通过彩色图案在磨削件表面形成的虚像质量来检测磨削件的表面粗糙度。彩色色块看作一个参照物，根据其虚像在试样表面的清晰度变化来评判试样的表面粗糙度。同时将清晰度客观指标与人眼视觉系统(Humanvisualsystem,HVS)的主观评价结合起来，可以快速和较准确地检测工件的表面粗糙度。公开号为CN104848808B的中国技术专利公开了一种表面粗糙度检测方法，所述方法包括：获取清晰度与物体表面粗糙度之间的对应关系，其中清晰度为参照物在物体表面所形成的虚像的清晰度；获取参照物在待检测物的表面所形成的虚像对应的图像；计算图像的清晰度值；以及根据对应关系，计算图像的清晰度对应的表面粗糙度，作为待测物的表面粗糙度。该方案虽然也采用彩色块为参照物，建立获取清晰度与物体表面粗糙度之间的对应关系，但其不足之处在于：该方案采用的参照物是彩色块，其成像原理是光照射在色块上，通过色块反射到待测物表面上，再通过待测物表面光反射到相机成像。从光源发出的光至少要经过二次反射才能到达相机成像，这无疑为工程实践增加了光路设计困难。
技术实现思路
本技术的技术目的在于：针对上述存在的问题，提供基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置，该装置将色块直接设计成光源，可以减少一次光的反射过程，使光路设计得到简化，为粗糙度检测实现在线检测提高了可行性。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：本技术还提供一种基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置，包括检测平台、定制彩色光源、图像获取单元和智能终端；所述检测平台用于承载待测物件；所述定制彩色光源包括灯座、灯珠和方形灯罩，所述灯座表面设置有所述方形灯罩；所述图像获取单元为相机，所述定制彩色光源和图像获取单元均通过支架设置在检测平台的上方，定制彩色光源发射的光和图像获取单元的镜头均朝向所述检测平台上待测物件的表面，所述方形灯罩的平面中心法线与待测物件上表面的法线的夹角为θ1，所述图像获取单元的光轴与待测物件上表面的法线的夹角为θ2，方形灯罩的平面中心法线与图像获取单元的光轴位于待测物件上表面的法线两侧，所述θ1、θ2均小于90°，且θ1＝θ2；所述图像获取单元与所述智能终端连接，所述图像获取单元用于获取定制彩色光源在待测物表面所成的虚像所对应的图像并发送给所述智能终端；所述智能终端包括存储模块和粗糙度计算模块；智能终端与所述图像获取单元通信连接。优选地，所述定制彩色光源包含有2个或4个灯珠，每个灯珠通过相同的方形灯罩独立罩住；其中一半为红色灯珠，一半为绿色灯珠；当灯珠数为2个时，设置一排；当灯珠数为4个时，设置两排，每排2个灯珠的方式，且相邻灯珠的颜色不同。优选地，该装置还包括多通路数显光源控制器，所述光源控制器的每一通路控制分别其中一个灯珠，所述光源控制器能够控制灯珠的亮度。优选地，所述图像获取单元为CCD相机。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、本技术基于红绿色差的定制光源粗糙度检测方法，获取定制光源参照物在待检测物表面所形成的虚像对应的图像，该图像是彩色图像，非灰度图像，因而不存在图像降质的过程，使得图像处理的准确性提高，从而使得粗糙度检测结果的准确性更高。2、本技术基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置，以定制光源为参照物，相比于采用色块和LED光源配合的方式，将色块直接设计成光源，可以减少一次光的反射过程，使光路设计得到简化，为平均色差指标实现在线检测提高了可行性。【附图说明】图1为本技术基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置的结构示意图。图2为本技术定制彩色光源的平面示意图。图3为采用本技术进行粗糙度检测的检测方法流程图。其中，1-支架，2-定制彩色光源，3-照相机，4-智能终端，5-待测物件，6-检测平台，7-虚像，8-光源控制器。【具体实施方式】为了更清楚地表达本技术，以下通过具体实施例对本技术作进一步说明。当采用色块作为参照物时，目的是要得到色块在工件表面上所成的虚像，其成像原理是光照射在色块上，通过色块反射到工件表面上，再通过工件表面光反射到相机成像。从光源发出的光至少要经过二次反射才能到达相机成像，这无疑为工程实践增加了光路设计困难，如果将色块直接设计成光源，这样就可以减少一次光的反射过程，为表面粗糙度实现在线检测提高了可行性。图1示出了本技术一种基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置，包括检测平台6、定制彩色光源2、图像获取单元3和智能终端4；所述检测平台6用于承载待测物件5，优选采用精密光学测试台；所述定制彩色光源2包括灯座、灯珠和方形灯罩，灯座表面设置有方形灯罩；图像获取单元3为相机，优选为CCD相机。定制彩色光源2和图像获取单元3均通过支架1设置在检测平台6的上方，定制彩色光源2发射的光和图像获取单元的镜头均朝向所述检测平台上待测物件5的表面，方形灯罩的平面中心法线与待测物件上表面的法线的夹角为θ1，图像获取单元的光轴与待测物件上表面的法线的夹角为θ2，方形灯罩的平面中心法线与图像获取单元的光轴位于待测物件上表面的法线两侧，所述θ1、θ2均小于90°，且θ1＝θ2；图像获取单元3与智能终端4连接，图像获取单元3用于获取定制彩色光源1在待测物件5表面所成的虚像所对应的图像，并通过无线通信模块发送给智能终端4；智能终端4包括存储模块和粗糙度计算模块，优选采用计算机；智能终端4与所述图像获取单元3通信连接。其中，存储模块用于存储定制彩色光源1的虚像图像的平均色差指标与物体表面粗糙度之间的对应关系，粗糙度计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置，其特征在于：包括检测平台(6)、定制彩色光源(2)、图像获取单元(3)和智能终端(4)；/n所述检测平台(6)用于承载待测物件(5)；/n所述定制彩色光源(2)包括灯座、灯珠和方形灯罩，所述灯座表面设置有所述方形灯罩；所述图像获取单元(3)为相机，所述定制彩色光源(2)和图像获取单元(3)均通过支架(1)设置在检测平台(6)的上方，定制彩色光源(2)发射的光和图像获取单元的镜头均朝向所述检测平台上待测物件(5)的表面，所述方形灯罩的平面中心法线与待测物件上表面的法线的夹角为θ

【技术特征摘要】
1.基于红绿色差的定制光源粗糙度检测装置，其特征在于：包括检测平台(6)、定制彩色光源(2)、图像获取单元(3)和智能终端(4)；
所述检测平台(6)用于承载待测物件(5)；
所述定制彩色光源(2)包括灯座、灯珠和方形灯罩，所述灯座表面设置有所述方形灯罩；所述图像获取单元(3)为相机，所述定制彩色光源(2)和图像获取单元(3)均通过支架(1)设置在检测平台(6)的上方，定制彩色光源(2)发射的光和图像获取单元的镜头均朝向所述检测平台上待测物件(5)的表面，所述方形灯罩的平面中心法线与待测物件上表面的法线的夹角为θ1，所述图像获取单元的光轴与待测物件上表面的法线的夹角为θ2，方形灯罩的平面中心法线与图像获取单元的光轴位于待测物件上表面的法线两侧，所述θ1、θ2均小于90°，且θ1＝θ2；
所述图像获取单元(3)与所述智能终端(4)连接，所述图像获取单元(3)用于获取定制彩色光源(2)在待测物件(5)表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：易怀安，舒爱华，赵欣佳，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：新型
国别省市：广西;45