[发明专利]基于振镜快速扫描的大面积表面缺陷光学检测系统及方法

说明书

本发明属于表面缺陷检测领域，并具体公开了一种基于振镜快速扫描的大面积表面缺陷光学检测系统及方法，其包括硬件部分和软件部分，其中：硬件部分包括相机成像模块和扫描振镜模块，相机成像模块用于采集物体表面图像；扫描振镜模块包括两个旋转轴相互垂直的振镜；软件部分包括扫描振镜控制模块、相机成像控制模块、缺陷智能检测模块、判断输出模块，扫描振镜控制模块用于控制振镜的旋转角度；相机成像控制模块用于设置相机成像模块参数；缺陷智能检测模块用于进行图像缺陷检测；判断输出模块用于对缺陷图像中缺陷类型进行标注和分类。本发明可提升大面积表面缺陷检测的检测速度、精度，减小大规模缺陷检测错误率，提升产品的良品率。

技术领域

本发明属于表面缺陷检测领域，更具体地，涉及一种基于振镜快速扫描的大面积表面缺陷光学检测系统及方法。

背景技术

在工业制造领域，大尺寸的显示器件、钢材、纺织物等产品在生产过程中都要进行表面缺陷检测。表面缺陷指的是与周边纹理结构和模式不同的局部区域，或者具有不规则亮度变化的局部区域。表面缺陷会直接降低产品品质，增加生产成本，影响用户体验。为了提高生产质量，在制造过程中应该有效控制所有类型的表面缺陷，所以表面缺陷检测尤其是对大面积的物体表面缺陷的检测是整个制造业的基础和关键。在自动光学检测领域，对于产品表面缺陷的检测应用尤为重要，在大面积的物体表面缺陷检测，其检测速度与精度是一项挑战。

对于大面积的待测表面缺陷检测，现有方法一般直接对检测模块进行双轴移动，例如云台相机，不仅使系统的机械结构变得复杂，而且系统惯性也大大增加，导致检测速度慢，精度低，无法满足生产需求，不能对工业领域中的大面积的待测产品表面缺陷的检测提出有效的解决方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于振镜快速扫描的大面积表面缺陷光学检测系统及方法，其目的在于，通过振镜以光学的形式对大面积的产品表面缺陷进行快速扫描，然后用科学级高分辨率相机科学级成像，最后进行表面缺陷自动光学检测，从而极大提高大面积物体表面缺陷检测的精度、速度和效率。

为实现上述目的，按照本发明的一方面，提出了一种基于振镜快速扫描的大面积表面缺陷光学检测系统，包括硬件部分和软件部分，其中：

所述硬件部分包括相机成像模块和扫描振镜模块，其中，所述相机成像模块用于对待检测物体表面进行图像采集；所述扫描振镜模块包括两个旋转轴相互垂直的振镜，用于调整所述相机成像模块采集图像的角度和视野；

所述软件部分包括扫描振镜控制模块、相机成像控制模块、缺陷智能检测模块、判断输出模块，其中，所述扫描振镜控制模块用于控制所述振镜的旋转角度；所述相机成像控制模块用于设置所述相机成像模块的参数；所述缺陷智能检测模块用于对采集的图像进行缺陷检测，以得到缺陷图像；所述判断输出模块用于对缺陷图像中缺陷类型进行标注和分类，并将结果输出。

作为进一步优选的，所述扫描振镜模块还包括三个凸透镜，该三个凸透镜依次排列，且中间的凸透镜位于两侧凸透镜的焦点位置；所述凸透镜均位于所述相机成像模块和振镜之间。

作为进一步优选的，所述振镜为铝合金振镜；所述相机成像模块为科学级相机，其分辨率大于1000万像素。

作为进一步优选的，所述相机成像控制模块预先设置所述相机成像模块的参数，或根据外界光照及表面特征自动选择所述相机成像模块的参数。

作为进一步优选的，所述缺陷智能检测模块具有两种缺陷检测模式：

模式一，通过缺陷检测算法对采集的图像进行一次检测，以此作为检测结果，得到缺陷图像；

模式二，通过缺陷检测算法对同一待检测物体多次采集的图像进行多次检测，然后采用图像融合算法对多次检测结果进行融合，得到缺陷信息更为完善的缺陷图像。