[发明专利]一种视觉技术用智能检测装置成像系统及成像方法

说明书

本发明属于图像处理技术领域，公开了一种视觉技术用智能检测装置成像系统及成像方法，视觉技术用智能检测装置成像系统包括：图像采集模块利用嵌入式架构的线扫和面扫相机获取色度、灰度均匀的原始图像；运动及控制模块利用均速自旋转和均速前进装置进行光源控制及规则目标物自旋转；图像处理模块对获取的图像数据进行处理。本发明采用几何代数算法，实现对扫描图像的快速特征提取和特征匹配，既能保证速度，又能增加特征点，得到适用于旋转线扫相机成像的特征点；本发明采用基于O‑RANSAC算法的图像配准和融合技术，提高了图像融合与配准的速度以及精度。本发明拼接横向像素误差控制在5个以内，垂直像素误差为0。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种视觉技术用智能检测装置成像系统及成像方法。

背景技术

目前，基于计算机视觉的检测是近年来发展起来的一项热点技术，特别随着AI+大数据广泛应用，其应用场景得到了史无前例的突破，随之而来的市场前景也无比广阔。该类设备利用光、机、电、计算机控制一体化的手段使机器具有智能视觉的功能。将计算机视觉引入检测领域，可以在很多场合实现在线高精度高速测量。在发展早期，主要集中在欧美和日本。随着全球制造中心向中国转移，中国计算机视觉市场正在继北美、欧洲和日本之后，成为国际计算机视觉厂商的重要目标市场。应用范围几乎涵盖国民经济的各个行业，其中包括：军事、工业生产、医药、农业、交通控制等领域。随着我国配套基础建设的完善，技术、资金的积累，各行各业对采用图像和计算机视觉技术的工业自动化、智能需求开始广泛出现，有关高校、研究所和企业近两年在图像和计算机视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试，逐步开始了工业现场的应用。其主要应用于制药、印刷、矿泉水瓶盖检测等领域。这些应用大多集中在如药品检测分装、印刷色彩检测等。随着市场格局的细分，计算机视觉检测技术的应用不但极大的提高了生产效率，降低了人工成本，同时也引领行业的质量控制体系的不断发展。纵观计算机控制与计算机应用行业发展，计算机视觉随着技术的革新及行业的需求，成为逐渐崛起的新兴行业。特别是在食品、饮料、医药包装检测应用领域。其他领域检测等等领域也有着很好的发展空间。中国的电子制造和代工厂商过去几年正在采购大量自动化检测设备取代人工，以应对劳工荒现象，未来十几年这一现象将达到高潮。

随着智能科学理论和计算机技术的发展，基于视觉技术的智能检测装置广泛应用在工业生产及检测、农业生产、交通管理及控制等行业，特别是在关系国计民生的食品、饮料和制药产业领域应用前景极为广阔，该类产品生产线应用智能化、自动化生产线质量监控系统，大大节省人力和管理成本，缓解人力成本高企不下的问题，同时也提升了管理质量，从而提高了产品及服务质量。2018年中国图像图形学会机器视觉专委会年会报告预测，到2021年国内基于视觉技术的智能检测生产线市场规模将超过800亿元，每年将为企业带来上千亿的经济收益。

视觉技术智能检测装置成像方式有基于视频和基于频闪成像两种方式，基于频闪成像设备是高速工业相机，光线透过镜头投射到感光元件表层，被感光元件表层上滤镜分解成不同的色光，色光由各滤镜相对应的感光单元感知，并产生不同强度的模拟电流信号，再由感光元件的电路将这些信号收集起来，模拟信号通过A/D转换器转换成为数字信号，再由DSP对这些信号进行处理，还原成为数字影象。目前，工业相机成像方式有面扫和线扫两种方式：传统面扫方式需在检测线上设置多台面扫相机，配合复杂光源系统成像，以富士康郑州生产线Ipad mini检测为例，其在线负责检测面板的自动检测装置，其相机配置了56台套(含168台面光源及控制器)，使用及维护成本非常高。另外，相机位置设计非常关键，且要对每台相机位置标定，每台相机的图像数据需要汇总后再处理，对计算机及通信系统要求极高，加大了企业生产和维护成本。线扫相机成像方式，只需要单台相机即可，而且一次性标定相机位置，但是需要额外设计检测目标物的均速旋转及前进机构，配合特殊光照结构即可成像，大大降低了使用和维护成本。