[发明专利]一种视觉检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术，特别涉及一种检测物体轮廓的视觉检测装置。  

背景技术

在工业生产领域，需要对工业产品提供快速高效的检测手段。特别是型材生产、钣金加工等领域，通过对这些产品的轮廓进行测量，测量获得的轮廓数据可用于进一步计算轮廓的尺寸、轮廓形状所构成的图形等。如测量型材的垂直截断面或者钣金件的平面轮廓等，即可完成有关尺寸、位置等参数的检测，从而可以判断生产出的型材或者钣金件是否符合设计要求。同时，测量型材的截断面是否存在较大误差，也是判断挤压磨具是否磨损，供料机各项参数否正常的重要依据。 

型材的截面是典型的二维形状，通常利用机器视觉检测技术进行检测。机器视觉检测技术，是利用照相机或摄像机作为图像设备来获取被检测物体的图像，并对获取的图像进行数据处理来完成检测的技术。照相机获取的是三维空间中被测物的二维图像，而这个物体的二维图像的大小与被测物自身的大小有关，同时还与被测物与照相机的距离有关。也就是说，用照相机拍摄同一个物体，在与照相机垂直距离较远处获得的图像要比距离照相机较近处获得的图像要小，这种现象称为透视现象。考虑到透视现象，被检测物体的实际尺寸与其影像的尺寸比，与物距和像距之比成正比，其中物距为物体到镜头光心的垂直距离，像距为影像与镜头光心的垂直距离。 

利用机器视觉技术检测型材，简单有效的方式是照相机镜头正对着型材的截断面，并使镜头的光轴垂直于这个截断面来获取图像。同时，与传统的成像方式不同，利用视觉技术检测物体的轮廓时，会利用物体本身不透光的特性，辅助以背景光源。这样获取的物体图像，物体本身是暗的，而背景部分是亮的，有利于物体轮廓的提取。以型材检测为例，这种检测方式需要解决两问题，一个是要知道型材截面与照相机的精确距离，因为这个距离是轮廓尺寸数据的重要参数。另一个问题是透视现象对型材的影响，型材具有一定的长度，如果型材具有前后两个截面，两个截面都垂直于照相机的光轴，距离照相机近的那个截面为待检测面，距离照相机较远的那个截面成为远端截面。那么对于型材的内孔来说，远端截面上的内孔在照相机上的成像就会小于距离照相机较近那个待检截面上的内孔在照相机上的成像，这样就会影响型材轮廓的提取，影响内孔的测量结果。 

解决方式之一是利用型材的高度对这种测量进行补偿，型材的高度可以对物距进行补偿，但无法消除透视现象对型材内孔成像的影响。另一解决方法是使用远心镜头。由于远心镜头自身的技术特点，其检测的范围受到其视场的影响无法做到很大，使其检测范围具有一定限制。视场相对较大的远心镜头价格十分昂贵，大大增加系统成本。 

上述问题在检测其他物体轮廓时也同样存在。 

发明内容

本发明为了消除透视现象对物体检测的影响，同时避免使用远心镜头，提供一种视觉检测装置。 

一种视觉检测装置，包括：透明平板、光源、成像装置以及图像分析装置，其中： 

所述透明平板的一面为粗糙面，所述光源位于所述透明平板的粗糙面一侧并照向所述粗糙面，所述成像装置位于所述透明平板的另一侧；

所述成像装置获得位于所述透明平板的粗糙面和光源之间的被测物在所述粗糙面上投影出的图像，所述图像分析装置根据所述图像分析所述被测物的轮廓。

进一步，所述的透明平板水平设置，且粗糙面朝向上方，所述的光源位于所述透明平板上方，所述的成像装置位于所述透明平板下方。 

更进一步，所述的透明平板为所述被测物的承载面，所述被测物在所述粗糙面上投影出的图像为所述被测物与所述粗糙面的接触面在所述粗糙面上投影出的图像。 

其中，所述的光源为面光源。 

其中，所述透明平板为玻璃、水晶、树脂或有机玻璃等材料制成的透明平板。 

其中，所述粗糙面为具有光线漫反射性质的均匀半透明面。所述的均匀半透明面为采用磨砂工艺形成的半透明面、喷砂工艺形成的半透明面或化学腐蚀工艺形成的半透明面。或者所述的均匀半透明面为粘贴在透明板体上的一层均匀半透明贴纸。 

所述成像装置的光轴与所述粗糙面垂直。 

本发明提供的视觉检测装置利用透明平板材料的粗糙面辅助成像，将被检测物体在透明平板的粗糙面上形成投影，并在透明平板的透明面方向获取被测物的轮廓图像，这样可以固定照相机与透明平板粗糙面之间的距离，能够避免被检物体自身高度引起的检测距离的变化，通过透明平板与背景光源的作用，可以消除透视现象造成的物体远端轮廓的影响，避免成像系统采用昂贵的远心镜头。 

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种视觉检测装置的结构示意图；