一种多臂协作式成像装置及其优化方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多臂协作式成像装置及其优化方法，属于图像监测技术领域，该成像装置包括预设数量的机械臂和光源以及图像采集组件，其中：各个机械臂的一端固定在基座上，其另一端与光源或图像采集组件连接，以带动光源或图像采集组件移动；各个光源在机械臂的带动下移动并提供光照；图像采集组件在机械臂的带动下移动并采集图像信息；工作时，利用图像信息动态调整光源和图像采集组件的角度和位置，以保证待测目标成像均匀。本发明专利技术适用于物体固定不动或者不方便移动的特殊应用场景，能够使检测目标在画面中更清晰、明显，增加目标和背景之间的对比度，进而提升成像质量和目标识别准确率。准确率。准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种多臂协作式成像装置及其优化方法


[0001]本专利技术属于图像监测
，更具体地，涉及一种多臂协作式成像装置及其优化方法。

技术介绍

[0002]随着我国科技水平的快速发展，机器视觉检测越来越多地取代人工检测成为主流监测方式，这不仅大大提高了检测的效率和准确率，同时还有效降低了使用人工的成本，在很多领域得到了充分运用。但与此同时，在检测精密零件或细微缺陷等肉眼难以分辨的目标时，这些目标往往存在尺寸较小、颜色与背景接近难以区分、处于不规则曲面或难以布置光照光源等情况，为图像检测
带来了一定的挑战。
[0003]目前，通过合理布置检测光源等方式提高成像质量的方法已形成一定规范。常见的光源布置方式有前置光源、后置光源、组合结构光源、混合多方式光源等。但是，现有的光源设计方法可以适用于多数检测场景，对于大场景、复杂结构、检测目标肉眼难辨的情境下，如何通过设计合理有效光源突出待测目标，进而取得良好的成像效果，在拍摄次数较少的前提下提高检测精度，是需要进一步研究的问题。特别是对于物体固定或移动不方便的特殊应用场景，如何进行有效检测是机器视觉检测亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种多臂协作式成像装置及其优化方法，旨在解决现有的光源布置方式成像效果欠佳、检测精度低、不适用于固定物体检测的问题。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一方面，提供了一种多臂协作式成像装置，该成像装置包括预设数量的机械臂和光源以及图像采集组件，其中：各个所述机械臂的一端固定在基座上，其另一端与光源或图像采集组件连接，以带动光源或图像采集组件移动；各个所述光源在机械臂的带动下移动并提供光照；所述图像采集组件在机械臂的带动下移动并采集图像信息；工作时，利用所述图像信息动态调整光源和图像采集组件的角度和位置，以保证待测目标成像均匀。
[0006]作为进一步优选的，利用所述图像信息中的灰度值判断待测目标成像是否均匀。
[0007]作为进一步优选的，当灰度值大于第一灰度阈值时，判断存在反光的情况，所述第一灰度阈值为190～200。
[0008]作为进一步优选的，当灰度值小于第二灰度阈值时，判断存在曝光不足的情况，所述第二灰度阈值为50～60。
[0009]作为将进一步优选的，所述光源的数量为2～5个。
[0010]按照本专利技术的另一方面，提供了一种多臂协作式成像装置的优化方法，该方法包括如下步骤：
[0011]S1将光源和图像采集组件分别安装在各个机械臂的末端；
[0012]S2针对每一项检测目标，对机械臂进行示教并利用机械臂带动光源和图像采集组件移动到相应位置并进行记忆，示教过程中通过图像信息动态调整光源和图像采集组件的角度和位置，以保证待测目标成像均匀；
[0013]S3机械臂根据步骤S2的示教位置带动光源和图像采集组件移动，利用光源对待测目标进行打光，并利用图像采集组件采集图像信息，采集完成后机械臂运动到下一示教位置，直至完成全部检测目标。
[0014]作为进一步优选的，利用所述图像信息中的灰度值判断待测目标成像是否均匀。
[0015]作为进一步优选的，当灰度值大于第一灰度阈值时，判断存在反光的情况，所述第一灰度阈值为190～200。
[0016]作为进一步优选的，当灰度值小于第二灰度阈值时，判断存在曝光不足的情况，所述第二灰度阈值为50～60。
[0017]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下
[0018]有益效果：
[0019]1.本专利技术以机械臂为基础布置多个电源，并利用机械臂带动电源移动，适用于物体固定不动或者不方便移动的特殊应用场景，能够使检测目标在画面中更清晰、明显，增加目标和背景之间的对比度，进而提升成像质量和目标识别准确率，同时利用机械臂灵活多角度的优点，根据图像信息动态调整光源和图像采集组件的角度和位置，能够实现合理布置光源，取得良好的成像效果提高成形质量和检测精度，适用于大场景、复杂结构、检测目标肉眼难辨的情景；
[0020]2.尤其是，本专利技术分别利用图像信息中的灰度值判断待测目标成像是否均匀，并对判断标准进行细化，能够进一步提高成形质量和检测精度，在有限次拍摄次数下保证待测目标的拍摄质量，进而提高检测效率和质量；
[0021]3.此外，本专利技术还提供了一种多臂协作式成像装置的优化方法，该方法利用机械臂提前设置好示教位置，并通过图像信息动态调整光源和图像采集组件的角度和位置，在后续测试过程中机械臂根据示教位置带动光源和图像采集组件移动，能够在减少拍摄次数的情况下保证拍摄质量，进而提高检测效率和质量。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例提供的多臂协作式成像装置的结构示意图；
[0023]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0024]1‑
机械臂，2
‑
图像采集组件，3
‑
光源，4
‑
待测目标。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]如图1所示，本专利技术提供了一种多臂协作式成像装置，该成像装置包括预设数量的机械臂1和光源3以及图像采集组件2，其中：机械臂1的数量为光源3和图像采集组件2数量的总和，机械臂1布置在待测目标4的周围，各个机械臂1的一端固定在基座上，其另一端与
光源3或图像采集组件2连接，以随着待测目标位置的变换带动光源3或图像采集组件2移动；
[0027]各个光源3在机械臂1的带动下移动并提供光照；图像采集组件2在机械臂1的带动下移动并采集图像信息；工作时，利用图像信息动态调整光源和图像采集组件2的角度和位置，以保证待测目标成像清晰、均匀、完整。
[0028]进一步，机械臂由刚性构件(连杆)通过链接(关节)联结起来，关键特征在于具有用于保证可移动性的臂、提供灵活性的腕以及执行任务的末端执行器，机械臂的品牌不限、种类不限、自由度不限，满足检测要求即可。光源3的数量为2～5个，从而在保证照明效果的同时避免机械臂过多产生干涉。
[0029]进一步，通过肉眼判断待测目标成像是否清晰。利用图像信息中的灰度值判断待测目标成像是否均匀，当灰度值大于第一灰度阈值时，判断存在反光的情况，第一灰度阈值为190～200；当灰度值小于第二灰度阈值时，判断存在曝光不足的情况，第二灰度阈值为50～60。
[0030]按照本专利技术的另一方面，提供了一种多臂协作式成像装置的优化方法，该方法包括如下步骤：
[0031]S1将光源3和图像采集组件2分别安装在各个机械臂1的末端，可以随机械臂的转动而变换方向；
[0032]S2针对每一项检测目标，对机械臂1进行示教并利用机械臂1带动光源3和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多臂协作式成像装置，其特征在于，该成像装置包括预设数量的机械臂(1)和光源(3)以及图像采集组件(2)，其中：各个所述机械臂(1)的一端固定在基座上，其另一端与光源(3)或图像采集组件(2)连接，以带动光源(3)或图像采集组件(2)移动；各个所述光源(3)在机械臂(1)的带动下移动并提供光照；所述图像采集组件(2)在机械臂(1)的带动下移动并采集图像信息；工作时，利用所述图像信息动态调整光源和图像采集组件(2)的角度和位置，以保证待测目标(4)成像均匀。2.如权利要求1所述的多臂协作式成像装置，其特征在于，利用所述图像信息中的灰度值判断待测目标(4)成像是否均匀。3.如权利要求2所述的多臂协作式成像装置，其特征在于，当灰度值大于第一灰度阈值时，判断存在反光的情况，所述第一灰度阈值为190～200。4.如权利要求2所述的多臂协作式成像装置，其特征在于，当灰度值小于第二灰度阈值时，判断存在曝光不足的情况，所述第二灰度阈值为50～60。5.如权利要求1所述的多臂协作式成像装置，其特征在于，所述光源(3)的数量为2～5个。6.一种多臂协作式成像装置的优化方...

【专利技术属性】
技术研发人员：余文勇，王英杰，李文龙，李正泳，李梦威，朱傲，杨国良，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：