[发明专利]一种视觉缺陷自动检测系统

权利要求书

1.一种视觉缺陷自动检测系统，其特征在于：包括有机架（1），机架（1）的上端部装设有传送带安装架（2），传送带安装架（2）装设有将工件从前往后输送的传送带组件（3），传送带安装架（2）的中部于传送带组件（3）的旁侧装设有相机安装架（4），相机安装架（4）的上端部装设有位于传送带组件（3）正上方的工业相机（5）；传送带组件（3）后端侧装设有工件收集组件（6），工件收集组件（6）包括有收集筐托盘（61），收集筐托盘（61）的上端侧可相对转动地装设有活动收集筐（62），收集筐托盘（61）对应活动收集筐（62）装设有收集筐驱动机构（63），收集筐驱动机构（63）与活动收集筐（62）驱动连接；活动收集筐（62）设置有至少两个沿着活动收集筐（62）转动方向依次间隔排布的工件收集腔室（621），活动收集筐（62）的上端部装设有收集筐盖板（64），收集筐盖板（64）对应各工件收集腔室（621）分别开设有朝上开口且分别与相应工件收集腔室（621）连通的盖板落料通孔（641），收集筐盖板（64）的上表面于各盖板落料通孔（641）的旁侧分别螺装有光电传感器（8），收集筐盖板（64）与传送带组件（3）之间装设有落料引导件（7）；

传送带组件（3）包括有分别通过轴承安装于传送带安装架（2）的主动辊（31）、从动辊（32），主动辊（31）位于传送带安装架（2）的前端部，从动辊（32）位于传送带安装架（2）的后端部，主动辊（31）与从动辊（32）之间绕装有工件传送带（33）；传送带组件（3）还包括有螺装紧固于所述机架（1）的电机安装架（34），电机安装架（34）螺装有步进电机（35），步进电机（35）与主动辊（31）驱动连接；

收集筐驱动机构（63）包括有螺装于收集筐托盘（61）的舵机（631），活动收集筐（62）的底部对应舵机（631）螺装有连接法兰（632），舵机（631）的动力输出轴与连接法兰（632）紧固连接；

该视觉缺陷自动检测系统还包括有上位机、下位机、单片机、LCD液晶屏、蜂鸣器、ESP8266模块、物联网平台以及用于控制下位机电源通断状态的继电器，工业相机（5）与上位机电性连接，上位机与下位机串口通信连接，步进电机（35）、舵机（631）分别与下位机电性连接，LCD液晶屏、蜂鸣器、继电器以及各光电传感器（8）分别与单片机电性连接，ESP8266模块与单片机串口通信连接，ESP8266模块、路由器以及物联网平台依次按照HTTP协议通信连接；

该视觉缺陷自动检测系统采用以下方法进行视觉缺陷自动检测，具体包括以下步骤：

a、图片训练步骤：

a1、每次把一个属于某一类别的工件置于位于工业相机（5）视野范围内的工件传送带（33）上，依次对所有类别工件进行采样，上述所有类别工件包括无缺陷工件以及缺陷类别不一样的工件，在不移动工业相机（5）的情况下，在此过程中，拍照采样工件始终位于相机视野范围内，同一拍照采样工件在工件传送带（33）不同位置进行拍照采样，以保证在工件样品有限的情况下增加训练图片，并提高训练模型泛化能力；

a2、把工业相机（5）对工件拍照采样的图片大小缩放为416*416像素，并将图像转为灰度图像，利用labelImg软件对带缺陷工件拍照采样后的缺陷图片进行标注，在标注出缺陷的类别与位置后，输出适用于YOLOv3目标检测算法的数据格式；

a3、使用YOLOv3目标检测算法对图像进行训练，训练结束后保存权重；

b、本地识别步骤：

b1、先打开单片机，并使得ESP8266模块连上路由器；

b2、下位机向步进电机（35）发送脉冲信号，步进电机（35）带动工件传送带（33）移动一段指定距离，该指定距离为一个待测工件进入工业相机（5）视野范围而另一待测工件未进入工业相机（5）视野范围的距离；在步进电机（35）带动工件传送带（33）移动至指定距离后，工件传送带（33）停止移动，下位机向上位机发送识别指令，上位机控制工业相机（5）动作并通过工业相机（5）对进入视野范围内的待测工件进行拍照采样并保存图像，上位机读取保存图像并进行预处理操作，上位机利用已训练好的权重进行识别检测，在上位机显示检测结果一定时间并保存识别后的图像后，下位机依据不同识别结果并发送相应指令至舵机（631），舵机（631）控制活动收集筐（62）旋转并使得指定工件收集腔室（621）旋转至落料引导件（7）下方，而后下位机继续控制步进电机（35）动作并通过工件传送带（33）带动待测工件进行识别，与此同时，因工件传送带（33）的移动，已识别检测好的工件会经由落料引导件（7）以及收集筐盖板（64）相应的盖板落料通孔（641）滑落到指定工件收集腔室（621）内；

b3、由于收集筐盖板（64）上表面于各盖板落料通孔（641）的旁侧分别装设有光电传感器（8），在已识别检测好的工件经由盖板落料通孔（641）而滑落到工件收集腔室（621）时，光电传感器（8）获得信号，即单片机可由光电传感器（8）得到不同类别缺陷和无缺陷的工件数量，且单片机通过LCD液晶屏显示检测情况；

c、远程控制步骤：

c1、单片机通过串口通信方式将检测情况数据发送到ESP8266模块，ESP8266模块经路由器中转后而将上述检测情况数据上传到云服务器，远端设备登录到物联网平台即可远程查看检测情况数据；

c2、在物联网平台上发送数据，该数据经路由器中转后传输到ESP8266模块，单片机接收到ESP8266模块所传来的数据后可输出对应指令控制继电器、蜂鸣器动作；继电器控制下位机的电源，当单片机控制继电器断开下位机电源后，下位机不再发出脉冲信号和识别指令，工件传送带（33）停止动作且识别动作停止；当工件传送带（33）开始运行或者停止时，均由单片机控制蜂鸣器发出警鸣提醒。