一种平面成像方法技术

本发明专利技术涉及一种平面成像方法。平面成像方法包括步骤：通过光源照射到平面上形成光斑，光斑外侧为散光区域；在散光区域中靠近光斑位置处选定能显示出平面上的凹凸不平的、设定宽度的单位成像区域，通过成像单元摄取单位成像区域以形成单位图像；在平行于平面方向上调整平面与光源之间的相对位置，重复通过成像单元摄取单位图像，直至平面的目标成像区域全部被成像单元摄取完成；将单位图像按照对应位置拼合成一幅平面的目标成像区域的完整图像。本发明专利技术的成像方法拼合成的完整图像中呈现出平面目标成像区域中的细微凹凸不平，方便质量检测研究等，采用的整个结构和方法比较低成本、容易实现，也适合在工业流水线上广泛应用。也适合在工业流水线上广泛应用。也适合在工业流水线上广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
一种平面成像方法


[0001]本专利技术涉及视觉成像技术，尤其涉及一种平面成像方法。

技术介绍

[0002]物体平面没有绝对的光滑，因此在物体平面上通常会有细微的缺陷，一般是细微的凹凸不平。这些凹凸不平如果通过精密光学测量仪器可以轻易测出，但是测量成本比较高。普通光源汇聚照射在平面上会形成光斑，光斑中由于光聚集而无法看到物体平面上缺陷，但是光斑外围散光阴影区域中通常会因为漫反射效应而明显的照射出物体平面上的细微凹凸不平缺陷。譬如用光源照射在普通书写纸面上时，中间光斑是一片亮光，而外围散光阴影区从光斑外缘向外逐步变暗，而在接近光斑的区域就可以看到书写纸面上的细微凹凸不平。利用这一原理可以开发出成本较低的、针对平面细微凹凸不平的成像方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种平面成像方法，以低成本实现针对平面细微凹凸不平的成像。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种平面成像方法，其包括以下步骤：
[0005]通过光源照射到平面上形成光斑，光斑外侧为散光区域；
[0006]在散光区域中靠近光斑位置处选定能显示出平面上的凹凸不平的、设定宽度的单位成像区域，通过成像单元摄取单位成像区域以形成单位图像；
[0007]在平行于平面方向上调整平面与光源之间的相对位置，重复通过成像单元摄取单位图像，直至平面的目标成像区域全部被成像单元摄取完成；
[0008]将单位图像按照对应位置拼合成一幅平面的目标成像区域的完整图像。
[0009]光源为条形光源，光斑为长条形光斑，成像单元为CCD相机，单位成像区域为平行于光斑的长条形区域。调整平面与光源之间的相对位置时，光源在平行于平面方向上沿着直线平移，或者平面相对于光源直线平移。平移方向与单位成像区域的宽度方向一致；每一次平移的距离为单位成像区域的宽度。光源垂直照射平面，成像单元的镜头垂直指向平面。
[0010]光源为点光源，光斑为圆形光斑，成像单元为CCD相机，单位成像区域为围绕光斑的圆环形区域。
[0011]平面成像方法还包括：设定一个图像框体，图像框体的坐标系与平面的目标成像区域坐标系存在设定转换关系，成像单元每次摄取的单位成像区域形成的单位图像通过坐标系转换之后填充于图像框体中对应位置上。
[0012]光源与成像单元一一对应，在调整平面与光源之间的相对位置时，光源与成像单元同步移动。
[0013]光源与成像单元为多对一的对应关系，在调整平面与光源之间的相对位置时，成像单元相对固定。光源与单位成像区域一一对应。
[0014]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：通过逐步拍摄光斑外围散光区域的单位成像区域，单位成像区域中会因为漫反射效应显示出平面上的细微凹凸不平，最后将单位成像区域按照位置拼合成目标成像区域的完整图像，完整图像中呈现出平面目标成像区域中的细微凹凸不平，方便质量检测研究等，采用的整个结构和方法比较低成本、容易实现，也适合在工业流水线上广泛应用。
附图说明
[0015]图1为本专利技术平面成像方法采用的拍摄结构示意正视图。
[0016]图2为本专利技术平面成像方法采用的拍摄结构示意俯视图。
[0017]图3为本专利技术平面成像方法的成像单元拍摄的图像示意图。
[0018]需要说明的是，以上视图所示产品均为适应图纸大小及视图清楚而进行了适当的缩小/放大，并不对视图所示产品大小加以限制。
具体实施方式
[0019]为了更充分理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步介绍和说明。
[0020]本专利技术实施例是一种平面成像方法，主要通过采集光斑外围散射阴影区域的图像来拼接成完整图像以呈现平面的凹凸不平的表面质量情况。
[0021]本实施例中，平面成像方法包括以下步骤：通过光源20照射到平面10上形成光斑11，光斑11外侧为散光区域12；在散光区域12中靠近光斑11位置处选定能显示出平面10上的凹凸不平的、设定宽度的单位成像区域13，通过成像单元30摄取单位成像区域13以形成单位图像41；在平行于平面10方向上调整平面10与光源20之间的相对位置，重复通过成像单元30摄取单位图像41，直至平面10的目标成像区域全部被成像单元30摄取完成；将单位图像41按照对应位置拼合成一幅平面10的目标成像区域的完整图像。
[0022]结合图1和图2所示，本实施例的光源20为条形光源，并且光源20垂直照射到平面10上所形成的长条形光斑11覆盖了平面10的宽度方向。长条形光斑11的两侧分别是渐暗的散光区域12。在散光区域12接近光斑11的位置因为漫反射效应能够清晰显示出平面10上的细微凹凸不平。因此可以在其中一侧散光区域12靠近光斑11位置处选择单位成像区域13。单位成像区域13为平行于光斑11的长条形区域。单位成像区域13的位置及宽度选取应该以该区域的凹凸不平能够在成像单元30中清晰成像作为标准。单位成像区域13应该在其中一侧散光区域12选取，不必同时在两侧散光区域12选取，可以避免过多的重复区域图像处理。而且单位成像区域13应该在后续步骤中光源20移动前进方向的反向一侧的散光区域12中选取。单位成像区域13可以靠近光斑11，但单位成像区域13的边界不应该与光斑11边界有相交，避免出现强光影响图像的显示。单位成像区域13的宽度应以区域内成像拥有足够清晰度为标准。本实施例的成像单元30采用了CCD相机，而且成像单元30的镜头垂直指向平面10。成像单元30用于摄取所选定的单位成像区域13以形成单位图像41。如图3所示，成像单元30每次拍摄的图像40可以大于单位成像区域13，然后将图像40裁剪至剩下对应于单位成像区域13的部分作为单位图像41。在本实施例中，初始位置可以选择在平面10目标沉香区域的最左侧位置，随后从左至右逐次拍摄、分别形成单位图像41。
[0023]拍摄初始位置上的单位图像41之后，在平行于平面10长度方向上调整平面10与光源20之间的相对位置，再重复通过成像单元30摄取单位图像41，直至平面10的目标成像区域全部被成像单元30摄取完成。在此步骤中，可以让光源20在平行于平面10方向上沿着直线平移，也可以让平面10相对于光源20直线平移，平移方向与单位成像区域13的宽度方向一致。若平面10处于流水线上或者平面10所处物体是长条薄板型，可以让光源20和成像单元30固定，让平面10相对平移。如果让光源20移动，可以让成像单元30与光源20同步移动。每一次光源20平移的距离为单位成像区域13的宽度，这样便可以让前后所得相邻单位图像41之间实现无缝拼合。并且在光源20移动过程中，应保持光源20照射角度不变，成像单元30拍摄角度也保持不变，避免生成的单位图像41出现对应错误。移动了光源20之后，同样的在光斑11外侧散光区域12选取同一位置作为单位成像区域13，再用成像单元30拍摄图像，随后在图像中截取对应单位成像区域13作为单位图像41。由于光源20每次移动的距离等于单位成像区域13的宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面成像方法，其特征在于，其包括以下步骤：通过光源照射到平面上形成光斑，所述光斑外侧为散光区域；在所述散光区域中靠近所述光斑位置处选定能显示出平面上的凹凸不平的、设定宽度的单位成像区域，通过成像单元摄取单位成像区域以形成单位图像；在平行于所述平面方向上调整所述平面与光源之间的相对位置，重复通过所述成像单元摄取所述单位图像，直至所述平面的目标成像区域全部被所述成像单元摄取完成；将所述单位图像按照对应位置拼合成一幅所述平面的目标成像区域的完整图像。2.如权利要求1所述的平面成像方法，其特征在于，所述光源为条形光源，所述光斑为长条形光斑，所述成像单元为CCD相机，所述单位成像区域为平行于光斑的长条形区域。3.如权利要求2所述的平面成像方法，其特征在于，调整所述平面与光源之间的相对位置时，所述光源在平行于所述平面方向上沿着直线平移，或者所述平面相对于光源直线平移。4.如权利要求3所述的平面成像方法，其特征在于，平移方向与单位成像区域的宽度方向一致；每一次平移的距离为单位成像区...

【专利技术属性】
技术研发人员：余茂松，
申请(专利权)人：深圳市创科自动化控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：