[发明专利]一种工业用机器视觉检测装置

说明书

技术领域

本发明属于工业用机器视觉检测技术领域。

背景技术

一般的机器视觉检测装置由以下几部份组成：光源，传感器(如CCD相机)，检测通道，处理器(或集成在传感器中)，有些在线视觉检测系统还包括执行机构(如电磁阀)。通常的视觉检测系统的工作原理如下：在一定光源的照射下，被检测物在检测通道中单向运动，传感器将检测通道中被检测物反射回的信号(多为光信号)转换为数字信号传到处理器中，这些信号经过处理器中的算法程序处理后，判断是否存在与检测目标相对应的信号，得到检测结果，检测结果可以通过一定的输出设备输出(如显示屏)，也可以驱动执行机构动作。

传感器获取检测通道中被检测物反射回的信号是视觉检测系统中的重要过程，为了保证获取信号的低噪声、低干扰，以及易于区分检测目标和其他非感兴趣物质反射回的信号，经常在检测通道外使用背景板，如图1所示，一般为容易与被检测目标区分的纯色不发光实体(如漆成黑色的钢板)。由于背景板本身不发光，而且相对于被检测物来说远离光源，因此它在传感器检测到的信号中表现为暗信号，即使背景板被漆成亮色也如此。当视觉检测系统需要检测的目标反射回的信号也为暗信号时，背景板返回的暗信号经常与被检测目标反射回的信号混淆，造成误检测，影响视觉检测准确度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于被检测的目标反射回的信号为暗信号时的工业用机器视觉检测装置。

本发明的特征在于，

检测通道(1)，供被检测的物流(7)通过，供检测用；

光源(4)，做物流(7)的前景照明用，位于检测通道(1)的一侧，光源(4)采用高频灯管来照射所述的物流(7)；

传感器(3)采用线阵CCD光学传感器，位于光源(4)的另一侧；

背景光源(6)，位于检测通道(1)的另一侧，采用高频灯管作光背景用，该背景光源(6)发出的光透过被检测物后输入传感器(3)供目标检测用；

处理器(2)的目标检测信号输入将与所述传感器(3)的传感信号输出线相连，该处理器(2)供检测信号处理用。

为了便于利用视觉检测系统发现对应暗信号的被检测目标，本发明用光源替代原检测通道外的背景板，形成光背景，如图二所示。由于采用光背景，传感器获取的与背景有关的信号为亮信号，其比由检测通道中感兴趣目标及其他非感兴趣物质反射回的信号都强，从而有效避免了背景与对应暗信号的被检测目标之间的混淆，将一个三类分类问题简化为一个两类分类问题，提高了视觉检测系统在检测对应暗信号的被检测目标时的准确度。采用普通背景板时的分类器示意图如图三所示，检测目标位于其他非感兴趣物质和背景两类的中间，所以需要构造两个分类面，即一个三类分类器，来识别检测目标。采用光背景时的分类器示意图如图四所示，检测目标位于其他非感兴趣物质和背景两类的左边，所以只需要构造一个分类面，即一个两类分类器，就可以识别检测目标。

附图说明，

图1一般视觉检测系统结构示意图

图2使用光背景的视觉检测系统结构示意图

图3使用普通背景板时的分离器示意图

图4使用光背景时的分离器示意图

图5使用光背景的异性纤维检测系统结构示意图

图6a)一般背景板下的棉花及异性纤维图像b)光背景下的棉花及异性纤维图像

图7异纤识别中使用普通背景板时的分离器示意图

图8异纤识别中使用光背景时的分离器示意图

以下对本发明附图所使用的附图标志说明如下，

1.检测通道

2.处理器

3.传感器

4.光源

5.背景板

6.背景光源

7.棉流

8.背景

9.目标

10.非感兴趣物质

11.异纤

12.棉花

具体实施方式

下面以棉纺行业中的异性纤维检测系统为例说明视觉检测系统中光背景的使用。异性纤维检测系统是用来检测生产线上棉流中的异性纤维，由于大部份异性纤维在视觉特性上表现得比棉花暗，所以在目前的异性纤维检测系统中，多采用线阵CCD光学传感器并辅以工业用高频灯管光源作为检测设备，背景板一般采用暗色的不发光板。利用本发明提出的光背景设计出的系统如图三所示，线阵CCD光学传感器正对高频灯管，检测通道位于CCD光学传感器与高频灯管之间并靠近灯管处。在检测通道的CCD光学传感器侧，贴近检测通道放置高频灯管用作棉花表面的照明。

在系统运行时，CCD光学传感器检测到的背景为高强度的亮信号，棉花为中等强度信号，而大多数异性纤维表现为暗信号。由于棉花的空洞在光背景下表现为亮信号，因此不会与异性纤维混淆产生误捡。图六(a)给出了利用普通背景板检测的棉流图象，棉流中的孔洞很容易被误认为异性纤维，图六(b)给出了利用光背景检测的棉流图象，可以很容易将背景和异性纤维分开。图七给出了使用普通背景时的，利用实际棉流统计出的分离器的示意图。图八给出了使用光背景时的，利用实际棉流统计出的分离器的示意图。可以看出，利用本项发明，不仅可以简化分类器的设计，还可以降低异纤的误识率。