一種改進的機器視覺檢測系統及其檢測方法與流程
2023-05-21 12:10:16
本發明涉及機器視覺識別技術領域，尤其是一種改進的機器視覺檢測系統及其檢測方法。
背景技術：
機器視覺識別已經成為了一種常用的自動化生產線的檢測設備。現有的機器視覺檢測設備通常是針對特徵產品設計的，通用性較差，導致生產線更換產品類型後需要對機器視覺檢測設備進行同步更新。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種改進的機器視覺檢測系統及其檢測方法，能夠解決現有技術的不足，提高了對於不同類型產品的適應性。
為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案如下。
一種改進的機器視覺檢測系統，包括
第一相機，用於對待測物進行拍照；
第一光源，位於第一相機上，第一光源的照射方向與第一相機的拍照方向相互平行；
第二相機，用於對待測物進行拍照，第二相機與第一相機的拍照方向夾角為45°；
第二光源，位於第二相機上，第二光源的照射方向與第二相機的拍照方向相互平行；
控制器，與第一相機、第二相機、第一光源和第二光源通訊連接，用於控制補光拍照的過程，並對拍攝的照片進行檢測。
一種上述的改進的機器視覺檢測系統的檢測方法，包括以下步驟：
A、在待測物上標記坐標數據；
B、打開第一光源，使用第一相機對待測物進行拍照，得到第一圖片；
C、關閉第一光源，打開第二光源，使用第二相機對待測物進行拍照，得到第二圖片，使用第一相機對待測物進行拍照，得到第三圖片；
D、在第一圖片、第二圖片和第三圖片上確定若干個坐標數據相同的特徵點，並使用特徵點劃定特徵區域的範圍；
E、將第一圖片和第二圖片中對應的特徵區域進行融合，計算融合後的特徵區域與第三圖片上對應的特徵區域的線性相關度，以及第三圖片上的特徵區域與控制器存儲的參照標註圖片對應特徵區域的線性相關度，若計算出的兩個線性相關度均大於0.7，則判斷待測物與參照標準圖片一致。
作為優選，步驟D中，以特徵點為圓形，劃定圓形的特徵區域，每個特徵區域至少和另外一個特徵區域具有重合的部分。
作為優選，步驟E中，第一圖片和第二圖片中對應的特徵區域進行融合包括以下步驟，
E1、確定每個特徵區域中的光照區域和陰影區域，根據對應的兩個特徵區域的拍攝角度計算對應的兩個特徵區域中光照區域和陰影區域的畸變關係；
E2、將圖片中不符合計算得到的畸變關係的圖像點放入待處理集合中；
E3、將得到的待處理集合中的圖像點針對參照標註圖片的相應圖像點進行線性擬合；
E4、將符合計算得到的畸變關係的圖像點與經過步驟E3處理後的圖像點進行疊加，得到融合後的特徵區域。
作為優選，步驟E中，所述線性相關度包括光照區域和陰影區域分界線的相關度和像素灰度相關度，其中光照區域和陰影區域分界線的相關度的權重佔70％，像素灰度相關度的權重佔30％。
作為優選，在拍攝第一圖片、第二圖片和第三圖片時，光源使用至少三個亮度進行照射，並相應拍攝相同數量的圖片；在步驟D中，首先將不同亮度下的同一圖片進行疊加，形成一張圖片後，再進行特徵區域的劃定。
採用上述技術方案所帶來的有益效果在於：本發明利用不同光源和不同拍照視角對待測物進行拍照取樣，然後通過其表面特徵區域的相關度實現圖像的識別。這種方法通過建立待測圖像和標準圖像之間灰度相關度和形狀相關度的聯繫，對待測圖像進行識別，不受待測物表面形狀的影響，識別率高；而且識別方法的魯棒性較強，在不改變檢測裝置和檢測方法的情況下，可以對不同待測物進行精準快速的識別檢測。
附圖說明
圖1是本發明一個具體實施方式的結構圖。
圖中：1、第一相機；2、第一光源；3、第二相機；4、第二光源；5、控制器。
具體實施方式
本發明中使用到的標準零件均可以從市場上購買，異形件根據說明書的和附圖的記載均可以進行訂製，各個零件的具體連接方式均採用現有技術中成熟的螺栓、鉚釘、焊接、粘貼等常規手段，在此不再詳述。
實施例1
參照圖1，本發明一個具體實施方式包括
第一相機1，用於對待測物進行拍照；
第一光源2，位於第一相機1上，第一光源2的照射方向與第一相機1的拍照方向相互平行；
第二相機3，用於對待測物進行拍照，第二相機3與第一相機1的拍照方向夾角為45°；
第二光源4，位於第二相機3上，第二光源4的照射方向與第二相機3的拍照方向相互平行；
控制器5，與第一相機1、第二相機3、第一光源2和第二光源4通訊連接，用於控制補光拍照的過程，並對拍攝的照片進行檢測。
一種上述的改進的機器視覺檢測系統的檢測方法，其特徵在於包括以下步驟：
A、在待測物上標記坐標數據；
B、打開第一光源2，使用第一相機1對待測物進行拍照，得到第一圖片；
C、關閉第一光源2，打開第二光源4，使用第二相機3對待測物進行拍照，得到第二圖片，使用第一相機1對待測物進行拍照，得到第三圖片；
D、在第一圖片、第二圖片和第三圖片上確定若干個坐標數據相同的特徵點，並使用特徵點劃定特徵區域的範圍；
E、將第一圖片和第二圖片中對應的特徵區域進行融合，計算融合後的特徵區域與第三圖片上對應的特徵區域的線性相關度，以及第三圖片上的特徵區域與控制器5存儲的參照標註圖片對應特徵區域的線性相關度，若計算出的兩個線性相關度均大於0.7，則判斷待測物與參照標準圖片一致。
步驟D中，以特徵點為圓形，劃定圓形的特徵區域，每個特徵區域至少和另外一個特徵區域具有重合的部分。
步驟E中，第一圖片和第二圖片中對應的特徵區域進行融合包括以下步驟，
E1、確定每個特徵區域中的光照區域和陰影區域，根據對應的兩個特徵區域的拍攝角度計算對應的兩個特徵區域中光照區域和陰影區域的畸變關係；
E2、將圖片中不符合計算得到的畸變關係的圖像點放入待處理集合中；
E3、將得到的待處理集合中的圖像點針對參照標註圖片的相應圖像點進行線性擬合；
E4、將符合計算得到的畸變關係的圖像點與經過步驟E3處理後的圖像點進行疊加，得到融合後的特徵區域。
步驟E中，所述線性相關度包括光照區域和陰影區域分界線的相關度和像素灰度相關度，其中光照區域和陰影區域分界線的相關度的權重佔70％，像素灰度相關度的權重佔30％。
實施例2
本實施例是在實施例1的基礎上改進而來的。在拍攝第一圖片、第二圖片和第三圖片時，光源使用至少三個亮度進行照射，並相應拍攝相同數量的圖片；在步驟D中，首先將不同亮度下的同一圖片進行疊加，形成一張圖片後，再進行特徵區域的劃定。此外，將第一光源2和第二光源4全部打開，使用第一相機1對待測物進行拍照，得到第四圖片，計算第四圖片與第三圖片對應特徵區域的相關度，然後使用此相關度對步驟E中用於判斷待測物與參照標準圖片是否一致的線性相關度進行修正，
其中，r0為修正前的步驟E中的線性相關度，r′0為修正後的步驟E中的線型相關度，r1為第四圖片與第三圖片對應特徵區域的相關度。
本發明可以對多種待測物進行精確識別檢測，適用範圍廣。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。