一种圆柱体产品外观在线检测系统技术方案

本实用新型专利技术属于机器视觉技术领域，公开了一种圆柱体产品外观在线检测系统，包括：旋转结构，所述旋转结构用于固定待测产品并进行回转运动；摄像头，所述摄像头固定于待检测的圆柱体产品的径向方向，所述摄像头用于采集所述待测产品的动态轮廓；背光板，所述背光板与所述摄像头分别位于所述旋转结构的对立侧，在所述摄像头采集到图像中，待测产品在摄像头上的成像轮廓被包含在所述背光板的内部；图像分析系统，电连接所述摄像头，所述图像分析系统包括比对模块，所述比对模块包括可自由设定的设定阈值，所述图像分析系统将待测产品边缘上出现的凹凸状况进行分析并得到检测数值，比对模块将所述检测数值与所述设定阈值进行比对并做出是否合格的判断。

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱体产品外观在线检测系统
本技术属于机器视觉
，涉及一种圆柱体产品外观在线检测系统。
技术介绍
目前对于电容这类圆柱形的产品，在生产过程中需要对其外观平整度进行检测，以便发现电容侧面凹凸的缺陷，目前，常规的检测方式为人工检测，线阵相机，3D激光轮廓测量仪等，然而，人工方式效率低下且检测质量不高，容易漏检；而采用线阵相机的方式，对旋转结构要求很高，需要保持同心旋转，而且价格较高，实际落地效果不好；3D激光轮廓检测仪虽可以达到检测效果，但成本高昂，很难在普通制造业中推广。另外，公开号为：CN106643466A的中国专利公开了一种桥式圆柱度测量仪及其工作方法，其缺点在于：由于单一地采用了传感器与被测产品表面接触的测量方法，又由于待测产品转动时容易发生震动的情况，就会导致测量的条件过于苛刻，虽然采用减震等措施，但依然效果不好，不利于经济成本的降低。申请号为：201820356038.6的中国专利公开了一种基于机器视觉的辊筒直径测量及精度检测装置，虽然也采用了非接触式的测量方法，用以检测圆柱产品的直径等参数，但却只是详细公开了测量直径的方法，没有进一步公开怎样对数据进行加工和分析以得出产品表面平整度的方法。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种圆柱体产品外观在线检测系统，使用操作非常方便，在不接触待检测产品的情况下对圆柱类产品的表面尺寸以及平整度进行动态测量以及精确地分析，为了实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种圆柱体产品外观在线检测系统，包括：旋转结构，所述旋转结构用于固定待测产品并进行回转运动，所述旋转结构的转速可调节；摄像头，所述摄像头固定于待检测的圆柱体产品的径向方向，使得所述摄像头的拍摄角度与所述待测产品的轴线垂直，所述摄像头用于采集所述待测产品的动态轮廓；背光板，所述背光板与所述摄像头分别位于所述旋转结构的对立侧，在所述摄像头采集到图像中，待测产品在摄像头上的成像轮廓被包含在所述背光板的内部；图像分析系统，所述图像分析系统电连接所述摄像头，所述图像分析系统包括比对模块，所述比对模块包括可自由设定的设定阈值，所述图像分析系统将待测产品边缘上出现的凹凸状况进行分析并得到检测数值，比对模块将所述检测数值与所述设定阈值进行比对并做出是否合格的判断。进一步的，所述图像分析系统包括背光剪影模块、识别模块以及计算模块，所述背光剪影模块通过背光剪影方式获得待测产品的轮廓数据，通过一个长方形与产品边缘轮廓相交，所述识别模块在相交处获得A、B、C与D四个点，依据此四个点生成一个四边形，所述四边形的AC边和BD边朝着与所述待测产品的轴线平行的方向延伸，所述背光剪影模块按这四个点截取出待测产品的边缘轮廓，将截取的产品边缘轮廓分别和四边形上的AC与BD边的距离进行量测，所述识别模块与计算模块获得待测产品的边缘轮廓中凹陷或凸起的像素点阵与所述四边形的AC边与BD的差值，获得所述待测产品在这个横切面的边缘轮廓的凹点和凸点坐标系，所述计算模块算出凹凸深度及凹凸面积；根据凹凸深度及面积，可以对比设定的阈值来判定是否属于产品可以接受的不良程度。进一步的，所述图像分析系统包括合成模块，通过所述旋转结构将所述待测产品旋转一周，所述摄像头在此过程中进行连续地动态拍摄，获得待测产品侧面360度的3D云点阵数据，所述合成模块接收来自所述摄像头获取的图像数据并合成产品侧面3D外观尺寸，实现对待检测的圆柱体产品的平整度测量和尺寸测量。进一步的，所述图像分析系统建立X、Y、Z三维坐标轴，所述Z轴与待测产品的轴线重合，待测产品按照顺时针方向转动时，X轴定义为0度；在X-Z平面上，待测产品右边缘轮廓与所述长方形相交获得B到D的边缘轮廓，在边缘轮廓BD上从下往上平均间隔记录N个点，N不小于500，定义第一个点也就是起始点D的坐标为P0，第N个点也就是终点B的坐标为PN-1，n属于0至N之间的任意数，Pn点到Z轴的直线距离为rn，所述摄像头拍摄时待测产品每次旋转的角度为θ，旋转了n次后的角度为θn，每次所述摄像头总共会记录N组P点的数据，依次为（Z0,r0,θ0）…(ZN-1，rN-1、θN-1)；每一组数据通过以下公式算出Pn对应的X和Y坐标值（Xn，Yn）；Xn=rn*cosθn；Yn=rn*sinθn；连续360度采样待测产品表面后可以获得该产品的侧面外观3D云点阵数据。进一步的，所述长方形的大小是根据待测产品的尺寸大小设定的。进一步的，所述旋转结构的转动是匀速的。进一步的，所述旋转结构的旋转速度0.01r/s-10r/s，所述摄像头的拍摄速度为1张/s-1000张/s。进一步的，所述旋转结构的转速为1r/s；所述摄像头拍摄的速度为200张/s。进一步的，所述旋转结构由电动机带动，并设有三爪卡盘或者五爪卡盘结构以可拆卸地固定待测产品。进一步的，所述摄像头属于工业相机的一部分。本技术的有益效果：本技术公开了一种圆柱体产品外观在线检测系统，包括：旋转结构，所述旋转结构用于固定待测产品并进行回转运动，所述旋转结构的转速可调节；摄像头，所述摄像头固定于待检测的圆柱体产品的径向方向，使得所述摄像头的拍摄角度与所述待测产品的轴线垂直，所述摄像头用于采集所述待测产品的动态轮廓；背光板，所述背光板与所述摄像头分别位于所述旋转结构的对立侧，在所述摄像头采集到图像中，待测产品在摄像头上的成像轮廓被包含在所述背光板的内部；图像分析系统，所述图像分析系统电连接所述摄像头，所述图像分析系统包括比对模块，所述比对模块包括可自由设定的设定阈值，所述图像分析系统将待测产品边缘上出现的凹凸状况进行分析并得到检测数值，比对模块将所述检测数值与所述设定阈值进行比对并做出是否合格的判断。背光板可以协助摄像头将拍摄到的待测产品后方的背景做到一个较好地区分，有利于后续的图像分析系统进行分析时将待测产品的轮廓边界更好地识别出来；图像分析系统将所述摄像头采集到的图像进行分析和处理，并根据采集到的图像以及用户输入的设定阈值来判断是该被检测的产品是否合格。附图说明附图1是圆柱体产品外观在线检测系统的工作原理示意图；附图2是采用四边形截取待测产品边缘轮廓的原理示意图；附图3是获取待测产品边缘轮廓中凹陷或凸起的像素点阵的原理示意图；附图4是摄像头获取图像时动态横切待检测产品的原理示意图；附图5是获取待测产品侧面外观3D云点阵数据的原理示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱体产品外观在线检测系统，其特征在于，包括：/n旋转结构，所述旋转结构用于固定待测产品并进行回转运动，所述旋转结构的转速可调节；/n摄像头，所述摄像头固定于待检测的圆柱体产品的径向方向，使得所述摄像头的拍摄角度与所述待测产品的轴线垂直，所述摄像头用于采集所述待测产品的动态轮廓；/n背光板，所述背光板与所述摄像头分别位于所述旋转结构的对立侧，在所述摄像头采集到图像中，待测产品在摄像头上的成像轮廓被包含在所述背光板的内部；/n图像分析系统，所述图像分析系统电连接所述摄像头，所述图像分析系统包括比对模块，所述比对模块包括可自由设定的设定阈值，所述图像分析系统将待测产品边缘上出现的凹凸状况进行分析并得到检测数值，比对模块将所述检测数值与所述设定阈值进行比对并做出是否合格的判断。/n

【技术特征摘要】
1.一种圆柱体产品外观在线检测系统，其特征在于，包括：
旋转结构，所述旋转结构用于固定待测产品并进行回转运动，所述旋转结构的转速可调节；
摄像头，所述摄像头固定于待检测的圆柱体产品的径向方向，使得所述摄像头的拍摄角度与所述待测产品的轴线垂直，所述摄像头用于采集所述待测产品的动态轮廓；
背光板，所述背光板与所述摄像头分别位于所述旋转结构的对立侧，在所述摄像头采集到图像中，待测产品在摄像头上的成像轮廓被包含在所述背光板的内部；
图像分析系统，所述图像分析系统电连接所述摄像头，所述图像分析系统包括比对模块，所述比对模块包括可自由设定的设定阈值，所述图像分析系统将待测产品边缘上出现的凹凸状况进行分析并得到检测数值，比对模块将所述检测数值与所述设定阈值进行比对并做出是否合格的判断。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘骏，张啸宇，
申请(专利权)人：深圳宇骏视觉智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44