[发明专利]一种多光源自动打光装置及其图像合成方法

权利要求书

1.一种多光源自动打光装置，其特征在于，包括：

打光支架，所述打光支架包括位于不同高度位置的至少第一环形支架、第二环形支架和第三环形支架，还至少包括设于所述第一环形支架上的第一可控光源、设于所述第二环形支架上的第二可控光源和设于所述第三环形支架上的第三可控光源；

呈物台，所述呈物台于所述打光支架底部形成的待测区域；

阵列相机组件，包括设于所述打光支架顶部的明域相机和暗域相机；

光源控制器，用于控制所述第一可控光源、第二可控光源和第三可控光源的照明角度和照明范围；

机器视觉检测模块，用于根据所述明域相机和暗域相机在不同照明环境下获取的待测工件的图像，生成合成图像；

所述打光装置还包括设于所述明域相机和暗域相机上的距离传感器，所述距离传感器用于检测各所述明域相机和暗域相机与所述待测工件的相对距离；

所述呈物台包括设于所述待测区域周围的夹持组件、位于所述夹持组件下方用于承托所述待测工件的托盘、以及设于所述托盘下方的角度调整机构，所述角度调整机构包括伸缩杆、与伸缩杆连接的万向球以及设于所述万向球和托盘之间的吸盘，所述吸盘可脱离的与所述托盘连接；

所述机器视觉检测模块还用于调整所述伸缩杆的高度、以及所述万向球的角度，以使所述待测工件与各所述明域相机和暗域相机的相对距离在预设距离范围内；

所述托盘为透明托盘，所述呈物台上还设有伸缩枢轴，所述托盘侧壁上设置有与所述伸缩枢轴对应的枢孔；

所述机器视觉检测模块还用于控制所述伸缩枢轴翻转所述托盘，以翻转所述待测工件。

2.如权利要求1所述的多光源自动打光装置，其特征在于，所述明域相机和暗域相机的数量为各两个，所述明域相机和暗域相机设于所述待测区域上方，且所述明域相机和暗域相机在圆周方向上间隔分布。

3.如权利要求2所述的多光源自动打光装置，其特征在于，所述打光支架包括外支架和内支架，所述第一环形支架、第二环形支架和第三环形支架形成于所述内支架上；所述外支架于所述呈物台上形成用于支撑所述内支架的支撑框架、于所述内支架上方形成梁状框架，所述明域相机和暗域相机可活动的设置在所述梁状框架上。

4.如权利要求3所述的多光源自动打光装置，其特征在于，所述内支架的形状为半球形，所述内支架于所述明域相机和暗域相机下方形成图像采集缺口。

5.一种图像合成方法，其特征在于，应用于权利要求1至4任一项所述的多光源自动打光装置，包括：

控制第一可控光源在第一环形支架上呈常亮线光源状态；

控制第二可控光源在第二环形支架的多个预设角度依次照射待测工件；

控制第三可控光源在第三环形支架的多个预设角度依次照射待测工件；

当第二可控光源或第三可控光源在不同预设角度照射待测工件时，控制阵列相机组件获取所述待测工件图像，生成待测工件图像亮度矩阵；

根据所述待测工件图像亮度矩阵和所述待测工件图像，生成合成图像。

6.如权利要求5所述的图像合成方法，其特征在于，所述当第二可控光源或第三可控光源在不同预设角度照射待测工件时，控制阵列相机组件获取所述待测工件图像，得到待测工件图像亮度矩阵的步骤，包括：

当第二可控光源在不同预设角度照射待测工件、且第三可控光源熄灭时，控制阵列相机组件获取待测工件的图像，生成第一待测工件图像组；

当第三可控光源在不同预设角度照射待测工件、且第二可控光源熄灭时，控制阵列相机组件获取待测工件的图像，生成第二待测工件图像组；

根据所述第一待测工件图像组和第二待测工件图像组，生成待测工件图像亮度矩阵。

7.如权利要求6所述的图像合成方法，其特征在于，定义所述待测工件图像亮度矩阵为I_n为第n幅图像的亮度矩阵，所述根据所述待测工件图像亮度矩阵，生成合成图像的步骤，包括：

根据公式确定G值，其中为已知的光源照射角度矩阵，L_n^T为第n幅图像对应的光源入射角度；

根据公式其中k_d＝||G||，生成合成图像。