基于视觉检测的智能数字光源及方法技术

本发明专利技术属于视觉检测技术领域，具体涉及一种基于视觉检测的智能数字光源及方法，特别是适用于大型曲面、反光物体的视觉检测。一种基于视觉检测的智能数字光源，包括若干灯珠、光源控制器和上位机，所述上位机用于给光源控制器发送一个亮度矩阵信号，所述亮度矩阵与灯珠一一对应，每个数的值对应灯珠的亮度信息，所述光源控制器根据亮度矩阵对应的打光模式单独控制每个灯珠。本发明专利技术根据产品定制化的光源设计，对应难打光的曲面、高反光物体表面检测提供低成本可行方案，本发明专利技术的光源可以打出人的经验无法打出的最适合的光线。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉检测的智能数字光源及方法
本专利技术属于视觉检测
，具体涉及一种基于视觉检测的智能数字光源及方法，特别是适用于大型曲面、反光物体的视觉检测。
技术介绍
随着中国3C电子行业的快速发展，中国机器视觉行业也不断壮大和成熟，中国机器视觉软、硬件系统迅速发展，尤其是机器视觉光源已经占据主要国内市场份额。国内外机器视觉光源都已经形成完善的、标准化的体系。标准化的光源，如：条线光、面光源、穹顶光源、同轴光源，解决了光源的量产与成本问题，但随着机器视觉向各个领域的渗透与中国制造业的自动化需求的增长。如今，一方面标准化的光源无法解决像高反光、曲面物体表面检测的打光需求；另一方面定制化光源成本太高，很难不普及。高反光、曲面物体表面的检测受限于打光成像难题的限制，没有很好的行业解决方案。因此需要一种新的增加光源通用性的发展思路。特别是高反光、大曲面物体(例如车身的漆面检测)表面检测有诸多的不便：1)一个相机无法将整个物体拍全；2)大物体在生产线上的定位不是很精确；3)大物体很难营造均匀的打光环境和简单的背景环境；4)大物体一般存在大曲面或是多个需要检测的曲面，普通视觉检测相机是很难拍全物体的。所以，像大物体的精细检测，很难实现机器视觉的自动化，目前市面上没有底层的实现手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于视觉检测的智能数字光源及方法，本专利技术根据产品定制化的光源设计，对应难打光的曲面、高反光物体表面检测提供低成本可行方案，本专利技术的光源可以打出人的经验无法打出的最适合的光线。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于视觉检测的智能数字光源，其特征在于：包括若干灯珠、光源控制器和上位机，所述上位机用于给光源控制器发送一个亮度矩阵信号，所述亮度矩阵与灯珠一一对应，每个数的值对应灯珠的亮度信息，所述光源控制器根据亮度矩阵对应的打光模式单独控制每个灯珠。进一步地，所述亮度矩阵中每个数的值还包括每个灯珠的颜色信息、照射角度信息、反光时长信息、点亮延时信息中的一种或者多种。进一步地，该数字光源还包括相机，所述相机用于拍摄打光后的待检测物体，并将图像传送给上位机，共上位机计算亮度矩阵。进一步地，所述光源控制器通过千兆网线或USB3.0数据线与上位机通信。进一步地，所述光源控制器包括以下打光模式：a)内置打光模式：光源控制器内部存储有既定打光模式，选择调用使用；b)加载打光模式：通过加载上位机调制好的亮度矩阵，来获取对应的打光模式，所述亮度矩阵来自于上位机的训练、学习或是手动调制，并存储到光源控制器内，下次直接调用。一种基于视觉检测的数字光源的自学习方法，其特征在于：包括上述数字光源，待检测物体置于该数字光源下，给数字光源一个初始亮度矩阵，再使用相机采集当前待检测物体的图像；上位机对图像进行分析计算，获得一个优化后的亮度矩阵，根据优化后的亮度矩阵更新数字光源的打光方式；再次使用相机采集当前待检测物体的图像，上位机再次分析计算优化亮度矩阵，如此往复迭代优化，达到一定条件后停止，得到最佳打光模式和亮度矩阵。进一步地，设定阈值，对亮度低于阈值的灯珠强制熄灭。一种大型物体精细外观检测方法，其特征在于：包括上述数字光源和机械手，机械手携带相机和所述数字光源一起运动，机械手需要调整拍照点位来检测待检测物体上的每个位置，所述机械手每调整一个拍照点位均需要采用上述基于视觉检测的数字光源的自学习方法获得最佳打光模式和亮度矩阵。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术根据产品定制化的光源设计，对应难打光的曲面、高反光物体表面检测提供低成本可行方案。本专利技术的光源可以打出人的经验无法打出的最适合的光线。2、本专利技术在硬件不变的前提下，可以满足多类型、复杂打光的需求；减少对经验丰富的打光工程师依赖。更加方便快捷，降低定制化光源的成本，拓展机器视觉的利用领域。3、本专利技术从控制上复用相同的光源硬件，实现不同打光效果，“一灯多用”；改善定制化光源成本高和定制效果在光源制作出来前不确定的问题。本专利技术可复制性好，批量生产，可以降低光源成本。附图说明图1为碗光型的数字光源的示意图。图2为碗光型的数字光源在视觉检测中的应用示意图一。图3为碗光型的数字光源在视觉检测中的应用示意图二。图4为基于视觉检测的数字光源的自学习方法的示意图。图中：1-数字光源，11-底板，12-灯珠，13-漫反射板，2-相机，3-镜头，4-待检测物体，5-机械手。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1、2、3，一种基于视觉检测的智能数字光源，包括若干灯珠12、光源控制器、上位机和相机2。所述灯珠12均安装在底板上，在覆盖漫反射板13，每个灯珠12均与光源控制器连接，光源控制器可以采用如TLC9541等大型露天LED显示屏的控制和驱动芯片，实现对每个灯珠12的独立亮度控制。可以单独控制每个灯珠12的亮度，如果使用三色LED灯珠，包括颜色控制；如果LED带压电陶瓷，就可以加入LED照射角度控制。所述上位机用于给光源控制器发送一个亮度矩阵信号，所述亮度矩阵与灯珠12一一对应，每个数的值对应灯珠12的亮度信息，亮度矩阵的每个数的取值范围在0-255之间，“0”代表“灯珠”熄灭，“255”代表“灯珠”最亮(所述亮度矩阵中每个数的值还包括每个灯珠12的颜色信息、照射角度信息、反光时长信息、点亮延时信息中的一种或者多种)。所述光源控制器通过千兆网线或USB3.0数据线等高速数据传输接口与上位机通信。所述光源控制器根据亮度矩阵对应的打光模式单独控制每个灯珠12。所述相机2，所述相机2用于拍摄打光后的待检测物体4，并将图像传送给上位机，共上位机计算亮度矩阵。所述光源控制器包括以下打光模式：a)内置打光模式：光源控制器内部存储有既定打光模式，选择调用使用；包括：所以灯珠12亮度相等，同时同步变化，统一控制的常规模式；条纹模式，若干排灯珠12亮，若干排灯珠12暗；边缘补偿模式，中心灯珠12暗，边缘灯珠12亮，弥补相机2中心亮边缘暗的成像问题等；b)加载打光模式：通过加载上位机调制好的亮度矩阵，来获取对应的打光模式，所述亮度矩阵来自于上位机的训练、学习或是手动调制，并存储到光源控制器内，下次直接调用。所述数字光源形态可以多种多样，包括但不限于现有的标准光源，如：灯箱、碗光、拱型、面光、环光、同轴光等。甚至可以是“积木光源”，即用多个小光源进行“积木式”组装的光源，将光源做成只有几个灯珠的“微小”、可组装、带通信编号的“积木”模块，由这些“积木”模块任意组合实现任意形态要求，而通过模块编码和内部灯珠编码，光源控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉检测的智能数字光源，其特征在于：包括若干灯珠、光源控制器和上位机，所述上位机用于给光源控制器发送一个亮度矩阵信号，所述亮度矩阵与灯珠一一对应，每个数的值对应灯珠的亮度信息，所述光源控制器根据亮度矩阵对应的打光模式单独控制每个灯珠。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉检测的智能数字光源，其特征在于：包括若干灯珠、光源控制器和上位机，所述上位机用于给光源控制器发送一个亮度矩阵信号，所述亮度矩阵与灯珠一一对应，每个数的值对应灯珠的亮度信息，所述光源控制器根据亮度矩阵对应的打光模式单独控制每个灯珠。


2.根据权利要求1所述的基于视觉检测的智能数字光源，其特征在于：所述亮度矩阵中每个数的值还包括每个灯珠的颜色信息、照射角度信息、反光时长信息、点亮延时信息中的一种或者多种。


3.根据权利要求1所述的基于视觉检测的智能数字光源，其特征在于：所述光源控制器通过千兆网线或USB3.0数据线与上位机通信。


4.根据权利要求1所述的基于视觉检测的智能数字光源，其特征在于：所述光源控制器包括以下打光模式：
a)内置打光模式：光源控制器内部存储有既定打光模式，选择调用使用；
b)加载打光模式：通过加载上位机调制好的亮度矩阵，来获取对应的打光模式，所述亮度矩阵来自于上位机的训练、学习或是手动调制，并存储到光源控制器内，下次直接调用。


5.根据权利要求1-4任一所述的基于视觉检测的智能数字光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳，
申请(专利权)人：聚时科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31