[发明专利]一种漫反射结构光的表面缺陷光学检测系统和方法

说明书

本发明公开了一种漫反射结构光的表面缺陷光学检测系统和方法，其中系统包括图像采集模块、图像处理模块、漫反射光源和结构光光栅，所述漫反射光源的光线经过结构光光栅后照射到待测物体上，并在待测物体形成明暗相间的光线形状，所述图像采集模块和图像处理模块连接；所述图像采集模块用于采集待测物体的图像信息，并将采集到的图像信息发送至图像处理模块；所述图像处理模块用于根据图像信息获取光线形状的形状参数，并根据形状参数对待测物体进行缺陷分析。本发明在待测物上照射呈现明暗相间的光线形状后，根据光线形状的形状参数对待测物体进行缺陷分析，能够检测出待测物上的大缺陷和小缺陷，可广泛应用于自动光学检测领域。

技术领域

本发明涉及自动光学检测领域，尤其涉及一种漫反射结构光的表面缺陷光学检测系统和方法。

背景技术

在工业技术发展的带动下，人们对工业零件的表面精确度要求越来越高，无论是针对外观完整性还是缺陷类型检测都提出了新的要求。零件的外观及缺陷检测成为了工业生产加工过程中不可或缺的一部分。目前，零件的外观及缺陷检测方法主要有三种：1、基于超声波、射线、电磁涡流等的检测方法；2、人工目测检测方法；3、机器视觉检测方法。

近几年来，随着LED技术、图像采集技术、数据传输技术的不断发展更新，基于机器视觉的检测技术得到了长足的发展。由于机器视觉检测不需要或较少需要人为的干预，是一种自动化、高性能的检测方式，能够实现100％实时在线自动检测。目前已经广泛应用于液晶显示屏、钢板轧制、纺织品等生产过程中的质量控制，并且取得了良好的效果。

对于平整的光滑表面，目前基于视觉缺陷检测的方法中，绝大部分采用高角度光或者低角度光照射到工件，然后设定一定角度的工业相机进行图像采集。在此过程中，平整表面的图像无明显变化，而对于缺陷表面，缺陷部分会使漫反射的一致性受到破坏，从而造成缺陷区域和灰度背景区域出现明显的灰度跳跃，以此来判断缺陷。

但是这种方法对于非平整的光滑曲面，无法实现相应的检测效果，特别是缺陷物理尺寸较小，或者特征不明显的待测件。在非平整的光滑曲面上，由于镜面反射的关系，当光源按照一定的角度照射到工件表面时，对应的采集相机必须按照镜面反射的对应位置进行图像采集。由于曲面外观的不确定性，相机的对应位置无法确定。因此，固定位置相机无法有效的采集图像数据。而且，对于表面曲率变化很小的凹坑缺陷或者凸起缺陷，由于表面变化很小，传统的方法无法通过灰度值的变化或其他特征检测到缺陷。目前还没有一种技术能够对上述非平整光滑曲面的缺陷进行检测。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够针对非平整光滑曲面进行表面缺陷光学检测的系统和方法。

本发明所采用的第一技术方案是：

一种漫反射结构光的表面缺陷光学检测系统，包括图像采集模块、图像处理模块、漫反射光源和结构光光栅，所述漫反射光源的光线经过结构光光栅后照射到待测物体上，并在待测物体形成明暗相间的光线形状，所述图像采集模块和图像处理模块连接；

所述图像采集模块用于采集待测物体的图像信息，并将采集到的图像信息发送至图像处理模块；

所述图像处理模块用于根据图像信息获取光线形状的形状参数，并根据形状参数对待测物体进行缺陷分析。

进一步，还包括用于传送待测物体的传送装置，所述传送装置包括移动平台和用于控制移动平台运动的运动控制模块，所述运动控制模块和图像处理模块连接。

进一步，所述漫反射光源包括漫射板和多个灯带模块，各所述灯带模块包括串联灯带和用于控制串联灯带的亮度的电流驱动单元。

进一步，所述串联灯带的亮度依次增加或依次减小。

进一步，所述串联灯带由多个LED灯串联组成，所述LED灯为白色LED灯、红色LED灯及蓝色LED灯中任一种LED灯。