[发明专利]一种光栅式自旋转打光模型的构建方法及装置

说明书

本申请公开了一种光栅式自旋转打光模型的构建方法及装置，本申请通过构建光栅式自旋转光面光源模型以及光栅式自旋转光栅模型，确认了工件与光源、工业相机的相对位置，光栅旋转电机的相关参数，满足检测的亮度及范围要求，提高检测系统工件缺陷识别率，提高了成像检测效率，使得缺陷图像的获取结果更加清晰，更容易分辨缺陷位置与类型，增强了缺陷成像效果。

技术领域

本申请涉及五金加工件缺陷检测打光技术领域，尤其涉及一种光栅式自旋转打光模型的构建方法及装置。

背景技术

在对精密五金加工件圆柱面外观缺陷进行检测的时候，传统的精密五金加工件圆柱面缺陷外观检测多通过条形光源低角度打光，相机从高处成像，构造明暗视场方式缺陷成像。

传统检测方法明暗视场下获取的五金加工件缺陷图像，缺陷有划伤缺陷、夹伤缺陷、缺料缺陷以及碰伤缺陷等，传统打光与检测方法多使用单台工业相机进行成像，在单个成像工序中只能获取工件圆柱面局部图像，需要结合工件旋转结构及多个成工序完成圆柱面缺陷检测，检测效率较低。

为了提高缺陷图像成像效率，降低机械结构复杂度，打光与成像方式应满足以下需求：1、工业相机成像视野需要覆盖工件整个圆柱形表面；2、打光方式使得工业相机成像视野中存在明暗条纹运动与变化。

若采用多台工业相机、营造多个明暗视场，工件的旋转运动转化为明暗条纹旋转，实现在一个成像工位中工件圆柱面缺陷同时成像，其中，明暗条纹旋转由光栅在面光源上旋转构成，则可以有效地提高成像检测效率。

在此基础上，如何构建光栅式自旋转打光模型将是成像系统的重点。因此，如何提供一种光栅式自旋转打光模型的构建方法及装置是本领域技术人员亟需解决的。

发明内容

本申请提供了一种光栅式自旋转打光模型的构建方法及装置，提高了成像检测效率，使得缺陷图像的获取结果更加清晰，更容易分辨缺陷位置与类型，增强了缺陷成像效果。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种光栅式自旋转打光模型的构建方法，所述方法包括：

构建光栅式自旋转光面光源模型，确定工件距离光源光面的高度以及所述工件的表面反射光相对于工件的微小区域法线的角度；

构建光栅式自旋转光栅模型，根据光栅半径以及工业相机拍摄频率确定光栅旋转电机的转速、角速度、负载惯量以及负载扭矩；

结合所述光栅式自旋转光面光源模型以及所述光栅式自旋转光栅模型，构建光栅式自旋转打光模型。

可选地，所述构建光栅式自旋转光面光源模型，确定工件距离光源光面的高度以及角度具体包括：

构建光栅式自旋转光面模型，所述光栅式自旋转光面模型包括光源、工业相机以及工件，所述光源设置于所述工件所在平面的第一高度以及第一角度位置，所述工业相机设置于所述工件所在平面的第二高度以及第二角度；

构建所述工件的微小区域表面立体角的光照度模型，得到所述光源的单位面积光源入射光强度、所述光源的发光面微小区域面积、所述工件的表面微小区域面积、所述光源的光源入射光相对所述光源的发光面微小区域法线的角度、所述光源的光源入射光相对所述工件的表面微小区域法线的角度、所述工件距离光源光面的高度以及所述工件的表面微小区域面立体角的光照度之间的第一关系式；

根据所述第一关系式确定所述工件距离光源光面的高度；

构建所述工件的表面反射光强度模型，得到所述光源的单位面积光源入射光强度、所述光源的发光面微小区域面积、所述工件的表面微小区域面积、所述光源的光源入射光相对所述工件的表面微小区域法线的角度、所述工件距离光源光面的高度、所述工件的表面反射光相对于工件的微小区域法线的角度以及所述工件的表面反射光强度之间的第二关系式；

根据所述第二关系式确定所述工件的表面反射光相对于工件的微小区域法线的角度。