一种基于异步复位的在线图像采集方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于异步复位的在线图像采集方法和装置。目前方法及装置效率低、精度不高，不适应大规模零部件在线全检的需求。本发明专利技术方法步骤是：产生原始触发信号、处理原始触发信号、延时电路延时、图像采集、输出图像数据。本发明专利技术装置包括按照传送装置的运动方向依次设置在传送装置正上方的光电传感器和图像采集单元，图像采集单元包括ＣＣＤ、成像镜头和光源。光电传感器通过信号处理电路与延时电路连接，延时电路分别与ＣＣＤ和计算机连接，图像采集卡的输入端与ＣＣＤ连接、输出端与计算机连接。本发明专利技术可以实时在线采集到定位准确、清晰的原始图像，解决了运动状态下零部件的快速触发、精确定位、运动模糊控制、图像清晰度等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涉及图像采集
，涉及一种图像采集方法和采集装 置，特别是一种针对运动中的零部件，基于异步复位模式的在线图像采集 方法及采集装置。目的是获得运动对象的定位准确、清晰的原始图像，以 便于后续的图像处理和分析。
技术介绍
随着我国先进制造业的发展，保障零部件质量、提高生产效率越来越 重要，对零部件质量的检测也提出了更高的要求。零部件表面质量的检测 作为质量检测的主要内容之一，目前主要采用以下三种方法。1、 人工观察和测量方法。这是目前普遍采用的方法，通过人工视觉观 察或借助测量器具进行检测。 一般具有劳动强度较大、效率低、受人为因 素影响大等缺点。由于效率低， 一般采取抽检的方式，难以实现零部件的 全检。2、 静止状态下的自动检测方法。该方法在检测时零部件处于静止状态， 但检测是自动完成的。能够减少人为因素造成的不利影响，但由于测量时 零部件需要保持静止状态，检测效率难以提高。3、 在线自动检测方法。即在运动状态下实现零部件表面质量的自动检 测。主要采用基于机器视觉的在线检测技术来实现， 一般具有在线、自动、 非接触、速度较快、效率较高等优点，是零部件表面质量检测技术的主要 发展方向之一。但目前普遍存在当被测零部件运动速度提高时，采集的原 始图像清晰度不够、被测对象在图像中的位置精度不高等问题，影响了检 测效率的提高，难以适应大规模零部件在线全检的需求。基于机器视觉的零部件表面质量在线自动检测方法的关键问题是提高 检测精度和检测效率。在运动状态下，控制运动造成的图像模糊、减小定 位误差，从而保证图像采集的质量，是提高检测精度和检测效率的前提和 技术关键。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的不足，提供一种基于异歩复位的在 线图像采集方法，同时提供实现该方法的图像采集装置。本专利技术中在线图像采集方法是当运动中的被测零部件到达设定位置 时，位置传感器产生原始触发信号，该信号经过处理，得到一个精确延时 的异步复位信号，控制支持异歩复位模式的CCD采集到定位准确的清晰图 像。该方法包括以下歩骤产生原始触发信号、处理原始触发信号、延时 电路延时、图像釆集、输出图像数据。具体内容是步骤(l)产生原始触发信号被测零部件在传送装置带动下以速度F匀 速运动，0<r<1000Wm"，当零部件通过用于位置检测的光电传感器时， 光电传感器输出 一个原始触发信号。步骤(2)处理原始触发信号将原始触发信号输入信号处理电路中进行 电平转换，原始触发信号变换为TTL电平的外触发信号，以满足后续电路 的要求。步骤(3)延时电路延时TTL电平的外触发信号通过延时电路的延时处 理得到异步复位信号，异步复位信号输入到支持异步复位模式的CCD (电荷耦合器件)的对应端口，通过调节延时时间使被测零部件运动到设定位置时触发CCD进行图像釆集；异步复位信号的幅值和脉冲宽度与CCD相匹 配；延时时间的设定根据具体设备的要求，为成熟的现有技术。步骤(4)图像采集设置CCD工作在异步复位模式，当异步复位信号有 效时，CCD采集一帧新图像，通过设定曝光时间控制零部件的运动模糊程度，以保证采集到定位准确、清晰的原始图像。步骤(5)输出图像数据图像采集完成后，图像数据通过图像采集卡输出到计算机中，完成一次随机触发的异步复位图像采集过程。该在线图像采集方法所使用的图像采集装置包括按照传送装置的运动方向依次设置在传送装置正上方的光电传感器和图像采集单元；图像采集 单元包括CCD、成像镜头和光源，成像镜头垂直正对传送装置，光源设置 在成像镜头和传送装置之间，CCD与成像镜头固定连接。光电传感器通过 信号处理电路与延时电路连接，延时电路分别与CCD和计算机连接，图像 采集卡的输入端与CCD连接、输出端与计算机连接。CCD与图像采集卡的连接以及图像采集卡与计算机的连接采用成熟的现有技术。信号处理电路包括电解电容C、负载电阻R1、输出电阻R2、分压电阻 R3、 NPN型三极管Q; NPN型三极管Q的集电极分别与电解电容C的一端、 负载电阻Rl的一端和+12V直流电源连接，NPN型三极管Q的基极分别与负 -载电阻-毋-的-另一端设及光-电传感器-2的正输出-端连接，-电解电容C的另一 端与光电传感器2的公共输出端连接；输出电阻R2的一端与NPN型三极管Q的发射极连接，输出电阻R2的另一端分别与分压电阻R3的一端以及延 时电路5的门控信号正输入端连接，分压电阻R3的另一端与延时电路5的 门控信号公共输入端连接。延时电路5采用成熟产品，可以通过购买取得。如采用ADLINK PCI 8554 定时/计数器卡。本专利技术装置通过光电传感器实现零部件的实时触发，图像采集装置在 整个图像采集过程中与零部件没有接触，不会产生磨损，易于维护，可以 实时在线采集到定位准确、清晰的原始图像。本方法采用支持异歩复位模式的CCD，实现运动状态下零部件的图像 采集，解决了运动状态下零部件的快速触发、精确定位、运动模糊控制、 图像清晰度等问题。可广泛应用于零部件的外观尺寸、表面缺陷等表面质 量的在线自动检测中。 附图说明图1为本专利技术中图像采集装置结构示意图； 图2为图1中信号处理电路的电路图； 图3为图像采集时序示意图。 具体实施例方式在线图像采集装置具体如图1所示，图中的箭头方向为传送装置1的 运动方向。光电传感器2和图像采集单元按照传送装置1的运动方向依次 设置在传送装置1正上方；图像采集单元包括CCD 6、成像镜头7和光源8， 成像镜头7垂直正对传送装置1，光源8设置在成像镜头7和传送装置1 之间，CCD 6与成像镜头7固定连接。光电传感器2通过信号处理电路4 与延时电路5连接，延时电路5分别与CCD6和计算机11连接，图像采集 卡10的输入端与CCD 6连接、输出端与计算机11连接。被测零部件3放 置在传送装置1上。如图2，信号处理电路4包括电解电容C、负载电阻R1、输出电阻R2、 分压电阻R3、 NPN型三极管Q; NPN型三极管Q的集电极分别与电解电容C 的一端、负载电阻R1的一端和+12V直流电源连接，NPN型三极管Q的基极 分别与负载电阻Rl'的另一端以及光电传感器2的正输出端连接，电解电容 C的另一端与光电传感器2的公共输出端连接，并接地；输出电阻R2的一 端与NPN型三极管Q的发射极连接，输出电阻R2的另一端分别与分压电阻 R-3-的一^^以及延时电路-5-的门控信号正输入端连接，分压-电阻R3的另 端与延时电路5的门控信号公共输入端连接。延时电路5采用ADLINK PCI 8554定时/计数器卡，安装在计算机11 的PCI插槽上，配合软件实现延时功能。延时电路5的信号输出端与CCD 的异步复位对应端口连接。如图3，具体的在线图像采集方法是当被测零部件3在传送装置1 带动下通过光电传感器2下方时，光电传感器2产生一个原始触发信号sl。 sl输入到信号处理电路4中，使sl变换成TTL电平的外触发信号s2。 s2 输入到延时电路5中，产生一个异歩复位信号s3。 s3输入到支持异歩复位 模式的CCD 6中。CCD 6及成像镜头7垂直安装于光电传感器2前方的传 送装置1正上方，与光电传感器2相隔一段固定的距离d。在CCD 6及成 像镜头7和传送装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于异步复位的在线图像采集方法，其特征在于该方法包括以下步骤：产生原始触发信号、处理原始触发信号、延时电路延时、图像采集、输出图像数据，具体是：　步骤（１）产生原始触发信号：被测零部件在传送装置带动下以速度Ｖ匀速运动，当零部件通过用于位置检测的光电传感器时，光电传感器输出一个原始触发信号，０＜Ｖ＜１０００ｍｍ／ｓ；　步骤（２）处理原始触发信号：将原始触发信号输入信号处理电路中进行电平转换，原始触发信号变换为ＴＴＬ电平的外触发信号；　步骤（３）延时电路延时：ＴＴＬ电平的外触发信号通过延时电路的延时处理得到异步复位信号，异步复位信号输入到支持异步复位模式的ＣＣＤ的对应端口，通过调节延时时间使被测零部件运动到设定位置时触发ＣＣＤ进行图像采集；异步复位信号的幅值和脉冲宽度与ＣＣＤ相匹配；　步骤（４）图像采集：设置ＣＣＤ工作在异步复位模式，当异步复位信号有效时，ＣＣＤ采集一帧新图像，通过设定曝光时间控制零部件的运动模糊程度，保证采集到定位准确、清晰的原始图像；　步骤（５）输出图像数据：图像采集完成后，图像数据通过图像采集卡输出到计算机中，完成一次随机触发的异步复位图像采集过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴开华，胡少鹏，叶亭，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]