基于特征匹配的开放式视觉检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于特征匹配的开放式视觉检测方法，包括以下步骤：（ｉ）设定匹配特征信息；（ｉｉ）采集待检测物体图像；（ｉｉｉ）图像处理，提取相同特征信息；（ｉｖ）特征匹配步骤；ｖ）输出匹配检测结果。本发明专利技术的一套检测装置可以应用于多种产品的在线检测，由于采用了完全开放的结构，用户可以根据具体的检测要求在本平台上进行二次开发。本发明专利技术中所采用的视觉检测的光学成像系统、嵌入式硬件处理平台均采用了模块化设计，因此可以根据实际的需要进行组合，拓宽了视觉检测平台的应用领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种开放式视觉检测方法，具体涉及一种。
技术介绍
早期的产品质量检测一般采用人工检测，成本高，生产效率低，难以符合大规模工业生产的需求。20世纪80年代以后，由于机器视觉的快速性、可重复性、智能化和可现场性等特点，在零部件质量检测、工农业产品检测分级等行业场合，基于视觉检测技术的各种在线检测系统得到了具体的应用。这些在线检测系统多采用购买现成CCD摄像头，采用图像采集板卡加工业控制计算机的方式，上位机再自行开发不同的处理软件。 在精确检测物体的细微缺陷时，这些检测系统一方面要求使用高速的硬件处理平台，同时对光源等外部条件要求苛刻，以获得较高质量(分辨率)图像，另一方面采用各种复杂的处理算法对图像进行处理，同时算法往往局限于某一特定的产品检测。因而决定了这些检测系统采用了各自不同的硬件实现结构，二次开发难度大，同时由于其采用的复杂的处理算法，对图像进行处理时间较长，其软硬件成本较高，难以满足现代工业生产线高速实时检测的需求。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种基于特征 匹配的开放式视觉检测方法。 本专利技术的技术方案是一种，包括以下步 骤 (i)设定匹配特征信息(Ll) 设定能有效区分待检测物体的特征信息值，根据检测物体的不同，可以设定多个 匹配特征，设定的特征信息作为匹配的模版特征存储于特征匹配数据库4中； (ii)采集待检测物体图像(L2) 由图像采集控制接口控制光学成像系统开始采集图像，根据预先设定的检测条 件，自动调整智能照明装置的亮度，使得感兴趣的特征量明显突出； (iii)图像处理，提取相同特征信息(L3) 对采集到的图像进行处理，去除无用信息，只提取关注的特征信息，其余的特征信 息将不明显，对采集到的图像进行去背景去噪声，提取到相同特征； (iv)特征匹配(L4) 步骤(iii)中的图像特征信息与特征匹配数据库进行比较匹配，如果设定了多个 特征则分别进行匹配，如特征1、特征2…特征n ; (v)输出匹配检测结果(L5)。 本专利技术的有益效果是3 本专利技术的一套检测装置可以应用于多种产品(物体)的在线检测，由于采用了完 全开放的结构，用户可以根据具体的检测要求在本平台上进行二次开发。本专利技术中所采用 的视觉检测的光学成像系统、嵌入式硬件处理平台(包含图像处理软件包、输入输出控制 接口和人机交互接口 )均采用了模块化设计，因此可以根据实际的需要进行组合，拓宽了 视觉检测平台的应用领域。附图说明图1是本专利技术采用的设备结构原理框图2是本专利技术中的光学成像系统结构示意图3是本专利技术的流程图4是本专利技术的一个实例的流程图。其中1光学成像系统3工控计算机或触摸屏 5检测装置与执行机构 7CCD摄像机 9输入输出控制接口 11人机交互接口 18光源 20传感器芯片 22喷嘴2嵌入式硬件处理平台4特征匹配数据库6智能照明装置8图像采集控制接口10图像处理算法模块17滑槽19背景板21摄像镜头具体实施例方式下面，参照附图和实施例对本专利技术的进行详 细说明 如图1、2所示，本专利技术的设备采用开放式的视觉检测装置，开放式的视觉检测装 置包括光学成像系统l，光学成像系统1的输出、输入端信号与嵌入式硬件处理平台2的输 出、输入端信号连通，嵌入式硬件处理平台2的输出、输入端信号分别与工控计算机或触摸 屏3、特征匹配数据库4和执行机构5的输出、输入端信号连通。 其中，光学成像系统l由智能照明装置6和CCD摄像机7组成。其中，智能照明装 置6包括光源18和一块背景板19。在料仓15的下方设置供料器16、在供料器16的下方设 置滑槽17，在滑槽17的下方、以滑槽17为对称轴分别设置前后各有两个光源18和一块背 景板19。光源18使用亮度可调的多段LED光源，由图像采集接口 8控制，可以根据待检测 物体对光线强度的需求来自动设定一段LED照明或多段LED照明，从而调节光源亮度。同 时还可以根据待检测物体颜色的不同选用不同颜色的光源。 CCD摄像机7由高速线阵CCD传感器芯片20和摄像镜头21组成，可以根据需要 配合选用多种标准镜头。智能照明装置6使用亮度可调的多段LED光源，由图像采集接口 8控制，可以根据待检测物体对光线强度的需求来自动设定一段LED照明或多段LED照明， 从而调节光源亮度。同时还可以根据待检测物体颜色的不同选用不同颜色的光源。4 光学成像系统1负责将物料的光信号转换为电信号，为后续图像采集做准备。在 光源18的照射下光学摄像镜头21用于对进入视线内的物料光学成像。传感器芯片20检 测光学摄像镜头聚集的光线，并检测其强度，采集被测物体的图像信息，不同颜色的物体产 生不同强度的信号。前后各设一个传感器芯片20，目的是用于检测的物料正反两面的颜色， 保证检测的全面性。 嵌入式硬件处理平台2包括硬件部分和软件部分。其中，硬件部分主要由现场 可编程门阵列FPGA (Field Programmable Gate Array)、数字信号处理器DSP (Digital Signal Processor)、同步动态存储器SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)组成的核心处理器系统和相关的外围接口 。外围接口包括图像采集控制接口 8、输 入输出控制接口 9和人机交互接口 11。软件部分主要由图像处理算法模块10和相关的系 统控制、通讯、输入输出接口等软件程序组成。 其中，图像采集控制接口 8通过专用的输入输出信号连接线与光学成像系统1连 接，根据被检测物体的要求发出指令控制智能照明装置6的亮度调节，同时发出脉冲指令 通知CCD摄像机7采集图像，CCD摄像机7采集到的模拟图像通过同轴线缆送入图像采集 接口 8。 其中，输入输出接口 9提供模拟电流、DC电压信号输入接口用以连接外部检测装 置，检测装置一般为各种传感器，可用于对外部的压力、位置等信号进行检测；同时还提供 数字信号输出接口用于输出相应的控制信号到检测装置与执行机构5。 其中，图像处理算法模块10是嵌入式硬件处理平台2的核心软件模块。图像处理 软件算法对图像采集控制接口 8采集到的图像进行处理，进行图像去背景去噪，提取有用 特征信息，然后与模板特征信息进行匹配。其中，人机交互接口 11提供标准的VGA、 RS232/485、 RJ45、 PS2接口，可以连接工控计算机或触摸屏3以及其他外围设备，为操作者提供直观的显示操作界面。 工控计算机或触摸屏3为操作者提供了直观的用户界面，操作者可以通过显示器或触摸屏直观的观察到被检测物体的相关图像灰度、RGB分量灰度值等特征信息，同时还可以方便设定检测模式检测区域条件等。 工控计算机或触摸屏3作为人机交互界面，通过信号线与嵌入式硬件处理平台2 连接。在检测工作时，可以根据检测物体的特征匹配数据是否存在于特征匹配数据库4，通 过工控计算机或触摸屏3设定新的匹配特征数据，也可以通过其来调用数据库中已有的特 征模板匹配数据。此外，在线检测系统工作时的状态信息，可在工控计算机或触摸屏3上实 时地显示，便于观察。 特征匹配数据库4是在离线的方式下预先从待检测物体图像中提取的感兴趣的 特征描述因子，这些特征描述因子包括在本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于特征匹配的开放式视觉检测方法，其特征在于：包括以下步骤：（ｉ）设定匹配特征信息设定能有效区分待检测物体的特征信息值，根据检测物体的不同，可以设定多个匹配特征，设定的特征信息作为匹配的模版特征存储于特征匹配数据库４中（Ｌ１）；（ｉｉ）采集待检测物体图像由图像采集控制接口（８）控制光学成像系统（１）开始采集图像，根据预先设定的检测条件，自动调整智能照明装置的亮度，使得感兴趣的特征量明显突出（Ｌ２）；（ｉｉｉ）图像处理，提取相同特征信息对采集到的图像进行处理，去除无用信息，只提取关注的特征信息，其余的特征信息将不明显，对采集到的图像进行去背景去噪声，提取到相同特征（Ｌ３）；（ｉｖ）特征匹配步骤（ｉｉｉ）中的特征信息与特征匹配数据库（４）进行比较匹配，如果设定了多个特征则分别进行匹配，如特征１、特征２…特征ｎ（Ｌ４）；（ｖ）输出匹配检测结果（Ｌ５）。

【技术特征摘要】
基于特征匹配的开放式视觉检测方法，其特征在于包括以下步骤(i)设定匹配特征信息设定能有效区分待检测物体的特征信息值，根据检测物体的不同，可以设定多个匹配特征，设定的特征信息作为匹配的模版特征存储于特征匹配数据库4中(L1)；(ii)采集待检测物体图像由图像采集控制接口(8)控制光学成像系统(1)开始采集图像，根据预先设定的检测条件，自动调整智能照明装置的亮度，使得感兴趣的特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永福，徐晓明，张海顺，王志为，刘恩树，胥和平，王峻松，朱体高，
申请(专利权)人：天津市华核科技有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]