[发明专利]基于丝锭视觉检测的光学设计系统、打光及明暗场校正方法

权利要求书

1.一种基于丝锭视觉检测的光学设计系统，其特征在于，包括丝锭，所述丝锭的中心设有纸筒，以丝锭生产线的传送轨迹为中线分为A部分和B部分，该一种基于丝锭视觉检测的光学设计系统还包括：

包括至少两个拍摄系统，两个所述拍摄系统分别位于丝锭生产线的丝锭传送方向的两侧，且两个所述拍摄系统沿丝锭被传送轨迹镜像布置，所述拍摄系统包括：

第一打光单元以及第一拍摄单元；

所述第一打光单元用于丝锭A部分上下端面的打光，第一拍摄单元用于丝锭A部分上下端面的毛丝、油污丝和绊丝缺陷的拍摄；

第二打光单元以及第二拍摄单元；

所述第二打光单元用于丝锭B部分侧周表面和丝锭B部分上下表面的打光，第二拍摄单元用于丝锭B部分侧周表面油污丝和绊丝缺陷的拍摄；

第三打光单元以及第三拍摄单元；

第三拍摄单元用于丝锭A部分上下端面毛丝缺陷的拍摄，第三打光单元用于丝锭中部纸筒的打光；

第四拍摄单元，第四拍摄单元用于丝锭中部的纸筒的拍摄；

所述控制单元，所述控制单元分别与第一打光单元、第二打光单元、第三打光单元、第四打光单元相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于丝锭视觉检测的光学设计系统，其特征在于，所述第一打光单元包括一对高亮光源，

其中一个高亮光源设置于丝锭A部分上方，且由上向下呈倾斜角度朝向待测的丝锭A部分上表面打光；

其中另一个高亮光源设置于丝锭A部分下方，且由下向上呈倾斜角度朝向待测的丝锭A部分下表面打光。

所述第一拍摄单元为线阵相机，第二拍摄单元、第三拍摄单元、第四拍摄单元均为矩阵相机。

3.根据权利要求1所述的一种基于丝锭视觉检测的光学设计系统，其特征在于，所述所述第一拍摄单元包括两个第一线阵相机以及第一镜头，根据相机成像原理：确定所要达到的视野范围(FOV)和工作距离(WD)，根据二者计算得出工业镜头的焦距(f)，计算公式如下：

焦距f＝WD×靶面尺寸h/FOV(H orV)

视野范围HF＝WD×靶面尺寸(h)/焦距f

视场FOV(H orV)＝靶面尺寸(h)/光学倍率

工作距离WD＝f(焦距)×靶面尺寸(h)/FOV(H orV)

光学倍率＝靶面尺寸(h)/FOV(H orV)

考虑到丝锭的下端面到托举工装的距离W1，W1应大于工作距离WD+相机和镜头部件的高度WB；对于视野范围HF，HF应大于丝锭半径r；选用镜头的焦距f，f应满足f＝工作距离WD×相机靶面尺寸(h)/视野范围HF；

其中一个第一线阵相机由上向下竖直放置，面向丝锭A部分的上表面；

其中另一个第一线阵相机和由下向上竖直放置，面向丝锭A部分的下表面。

4.根据权利要求1所述的一种基于丝锭视觉检测的光学设计系统，其特征在于，所述第二打光单元包括一对半环形光面以及一对分别位于半环形光面两端的方形光面，

其中一个半环形光面由上向下呈倾斜角度向待测的丝锭B部分上表面和侧周表面打光；

其中另一个半环形光面由下向上呈倾斜角度向待测的丝锭B部分下表面和侧周表面打光；

其中一个方形面光在丝锭B部分垂直朝下向待测的丝锭B部分上端面和侧周表面打光；

其中另一个方形光面在丝锭B部分垂直朝下向待测的丝锭B部分下端面和侧周表面打光。

5.根据权利要求1所述的一种基于丝锭视觉检测的光学设计系统，其特征在于，所述第二拍摄单元包括一个以上高精度面阵相机以及第二镜头，高精度面阵相机均匀的布置在丝锭B部分周围，且高度位于水平放置的丝锭垂直方向的中线处。

6.根据权利要求1所述的一种基于丝锭视觉检测的光学设计系统，其特征在于，所述第三打光单元，第三打光单元包括一个环形面光，所述环形光面设置为纸筒的正上方，垂直向下打光；所述第三拍摄单元包括至少3个黑白面阵相机以及第三镜头，所述第三镜头均匀布置在丝锭A部分周围，与丝锭顶端位于同一高度，用于拍摄丝锭顶端的毛丝缺陷。