一种基于两级图像采集的镜片在线分级分拣装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于两级图像采集的镜片在线分级分拣装置及方法，该装置包括图像采集组件、照明组件、图像处理和控制组件、镜片传送组件、镜片分拣组件和底座和支架；所述图像采集组件和照明组件组成图像采集器件，所述图像采集器件为两个，固定于底座和支架上，所述图像采集器件的位置位于镜片传送组件上部；所述图像处理和控制组件与所述图像采集组件、镜片传送组件和镜片分拣组件通过信号线连接；所述镜片分拣组件位于所述镜片传送组件的末端；该方法通过两级图像采集单元检测不同类别疵病并判断镜片等级。该发明专利技术通过两级方式减少了图像处理数据量，提高了检测速度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开，该装置包括图像采集组件、照明组件、图像处理和控制组件、镜片传送组件、镜片分拣组件和底座和支架；所述图像采集组件和照明组件组成图像采集器件，所述图像采集器件为两个，固定于底座和支架上，所述图像采集器件的位置位于镜片传送组件上部；所述图像处理和控制组件与所述图像采集组件、镜片传送组件和镜片分拣组件通过信号线连接；所述镜片分拣组件位于所述镜片传送组件的末端；该方法通过两级图像采集单元检测不同类别疵病并判断镜片等级。该专利技术通过两级方式减少了图像处理数据量，提高了检测速度。【专利说明】
本专利技术涉及一种基于两级图像采集的镜片在线分级分拣装置和方法，特别是指用于根据镜片的疵病将镜片在线分级分拣的装置和方法。
技术介绍
镜片的疵病检测是保证镜片质量的重要环节。目前，国内多数镜片工厂均采用人工检测方式，将镜片置于日光灯下，人眼利用光线的透射或者反射来观察疵病，并判断疵病的种类和大小，然后根据疵病的种类、位置、数量和大小将镜片分类。它不仅劳动强度大，效率低，而且无法准确判断疵病的尺寸，检测结果因检测人员熟练程度的影响会有较大的差异。采用基于机器视觉的自动化检测是解决这些问题的首选方案，该方法具有速度快、精度高、成本低、产品质量稳定等优点。镜片尺寸比较大，疵病的尺寸比较小，为满足镜片质量的检测要求，需要对疵病的尺寸进行准确测量，因此对检测系统的精度要求比较高。专利200410017628.9提出了一种针对大口径产品的高精度子孔径拼接检测方法，专利201210180997.4提出了一种基于数学形态学的表面缺陷的检测方法，这两种方法虽然都有较高的检测精度，但是图像采集的速度比较慢，采集的数据量比较大，影响图像处理的速度，而且对机械结构的定位精度要求比较高,系统的整体成本比较高,无法满足在线生成低成本、高速度的要求。专利201310086231.4提出了一种采用分拣机械手对镜片进行分拣的方法，但是由于部分镜片比较薄，放置在传送带上的镜片不易被夹持，容易造成镜片的划伤，并且影响系统分拣性能。由于镜片疵病尺寸比较小，采用背光照明时疵病图像和背景的对比度比较低，不易识别疵病；同时由于镜片表面有一定的弧度，如果采用前光照的方式，镜片表面光照不均匀，影响图像采集的效果。`
技术实现思路
本专利技术针对以上技术中存在的缺陷与不足，提出了一种基于两级图像采集的镜片在线分级分拣装置，该装置实现了镜片的自动检测及分级分拣，可以替代人工检测，具有较高的检测精度和检测速度，从而提高镜片质量检测效率。本专利技术的另一目的是提供一种基于两级图像采集的镜片在线分级分拣方法，该方法能有效提高检查的速度和质量。本专利技术的技术方案为:一种基于两级图像采集的镜片在线分级分拣装置，用于镜片质量的在线检测并根据检测结果将镜片分级分拣，该装置包括:图像采集组件，用以采集镜片指定区域的图像；照明组件，用以增强采集的图像的对比度，使疵病易于识别；图像处理和控制组件，用以对采集的图像进行处理并根据镜片的疵病对镜片分级，同时用于控制系统各部组件的运行；镜片传送组件，用于承载镜片并将镜片传送到待检测位置和待分拣位置；镜片分拣组件，用于将不同等级镜片分拣至不同的位置；该装置还包括具有连接和支撑作用的底座及支架，具有遮光美观作用的外壳。上述技术方案中，所述图像采集组件包括第一级图像采集单元和第二级图像采集单元，其中:所述第一级图像采集单元用于采集整个镜片的图像，主要包括第一相机、第一图像采集卡、第一自动探测装置，所述第一自动探测装置置于所述第一相机的下方并靠近传送带，用以探测镜片的位置；所述第二级图像采集单元用于获取特定感兴趣区域的图像，主要包括第二相机、第二图像采集卡、第二自动探测装置、一维导轨、运动控制器、电机，所述第二相机置于一维导轨上，所述一维导轨垂直镜片传送方向，所述第二自动探测装置置于所述第二相机的下方并靠近传送带；所述第一相机的采集精度低于第二相机的采集精度；所述第一级图像采集单元位于第二级图像采集单元的上游；所述第一级图像采集单元和第二级图像采集单元之间设有遮光板。上述技术方案中，所述照明组件的一种方案是，包括两个相同的照明单元，分别对应置于两级图像采集单元；所述照明单元包括第一光源和升降系统；所述第一光源为零角度的环形光源，中心和图像采集组件的中心重合；所述升降系统连接第一光源以控制其上下移动，移动到最高处时，第一光源的底部高于镜片夹持装置夹持镜片后的高度，移动到最低位置时，第一光源中心的高度等于镜片放置在镜片夹持装置后的中心位置的高度。上述技术方案中，所述照明组件的另一种方案是，包括两个相同的照明单元，分别对应置于两级图像采集单元，所述照明单元包括第二光源、旋转轴和往复传动装置；所述第二光源为零角度的环形光源，中心和图像采集组件的视场中心重合，其两侧对称位置的中心位置通过所述旋转轴连接于支架，两个连接点的连线过第二光源的中心位置；所述旋转轴的高度与镜片夹持装置顶端高度一致；所述往复传动装置连接于第二光源的边缘，连接点到所述旋转轴的距离相等。上述技术方案中，所述图像处理和控制组件主要包括工控机、显示器和连与各组件的数据线和信号线；所述工控机用于对采集的图像进行处理、对镜片分级和控制各组件运转，显示器用于同步显示镜片参数和疵病大小种类等各类信息；所述图像处理和控制组件还包括存储、外部输入输出设备，用于镜片参数的修改、软件的改进、疵病统计信息的存储和输出。上述技术方案中，所述镜片传送组件主要包括电机和传送带，用于承载镜片并将镜片传送至待检位置和待分拣位置；所述传送带等间距镂空，镂空位置安置有镜片夹持装置。上述技术方案中，所述镜片分拣组件主要包括分拣机械手、运动控制卡、第三自动探测装置和料匣；所述第三自动探测装置靠近传送带；所述分拣机械手根据所述工控机发送的镜片分级信号，由所述运动控制卡控制夹持镜片，将镜片分送至所述料匣的不同指定区域。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出一种基于两级图像采集的镜片在线分级分拣方法，用于镜片质量的在线检测并根据检测结果将镜片分级分拣，该方法包括以下步骤: (101)整个镜片图像的采集:通过第一图像采集单元采集整个镜片的图像A;(102)镜片疵病分析:对图像A进行中值滤波和二值化处理后分割出疵病的图像,根据疵病的面积、位置、圆度、长宽比和填充度等特征识别疵病的种类，测量第一类疵病的种类、位置、数量和大小等信息和第二类疵病的种类、位置和数量，并对镜片的等级进行初步判断，如果镜片不包含第二类疵病(划痕和羽毛)，直接根据处理结果将镜片分级；如果镜片仅包含一条第二类疵病并且不为废品，计算其最小外接圆的半径R i和圆心的坐标O1并执行下一步；； (103)感兴趣区域图像的采集:根据第二类疵病的位置控制第二级图像采集单元的一维导轨的运行以移动第二相机，通过传送带和第二相机共同的相互垂直运动实现对包含第二类疵病的感兴趣区域的定位，在感兴趣区域移动到第二相机下方的时候采集图像B ； (104)镜片分级:提取图像B中包含第二类疵病的感兴趣区域的图像C，对图像C进行中值滤波和二值化处理后分割出第二类疵病的图像，并测量其大小，综合对图像A的处理结果，根据所有疵病的种类、位置、数量和大小等信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于两级图像采集的镜片在线分级分拣装置，包括图像采集组件、照明组件、图像处理和控制组件、镜片传送组件、镜片分拣组件和底座和支架；所述图像采集组件和照明组件组成图像采集器件，所述图像采集器件为两个，固定于底座和支架上，所述图像采集器件的位置位于镜片传送组件上部；所述图像处理和控制组件与所述图像采集组件、镜片传送组件和镜片分拣组件通过信号线连接；所述镜片分拣组件位于所述镜片传送组件的末端；其特征在于：所述镜片传送组件包括电机和传送带，用于承载镜片并将镜片传送至待检位置和待分拣位置；所述传送带等间距镂空，镂空位置安置有镜片夹持装置；所述图像采集组件包括两级图像采集单元，且第一级图像采集单元的采集精度低于第二级图像采集单元； 所述照明组件包括零角度的环形光源，用于对待检测镜片进行照明；所述图像处理和控制组件包括工控机、显示器；所述工控机用于对采集的图像进行处理并根据镜片的疵病对镜片分级，同时用于控制系统各部组件的运行；所述镜片分拣组件包括分拣机械手、运动控制卡、第三自动探测装置和料匣；所述自动探测装置靠近传送带；所述分拣机械手根据所述工控机发送的镜片分级信号，由所述运动控制卡控制夹持镜片，将镜片分送至所述料匣的不同指定区域。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚红兵，曾祥波，佟艳群，马桂殿，郑学良，李俊敏，高原，于文龙，李亚茹，于存胜，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32