[发明专利]一种图像采集装置、视觉检测系统及检测点提取方法

说明书

本发明涉及冶金行业中金属液取样检测技术领域，特别涉及一种图像采集装置及视觉检测系统。一种图像采集装置，它包括：工业相机、同轴光源、环形光源以及支撑架；工业相机、同轴光源以及环形光源由上至下同轴安装于支撑架；采集图像时，样品置于环形光源的下方。同轴光源适宜用于反射度极高的物体，如样品检测面的缺陷检测，环形光源能够提供不同角度照射，突出样品的三维信息，光线均匀扩散有效解决对角照射阴影问题。当样品检测面不垂直同轴光源时，同轴光源及环形光源均有光反射成像到工业相机中，本发明保证了成像清晰、亮度均匀，无虚影产生。同时，本发明还公开了一种视觉检测系统及检测点提取方法。

技术领域

本发明涉及冶金行业中金属液取样检测技术领域，特别涉及一种图像采集、检测装置及视觉提取方法。

背景技术

冶金生产工艺流程中，炉前取样进行成分检测，是对金属液中化学成分是否达到配比的依据，也是长期保证产品质量的重要依据和主要手段。

取样分析的一般流程是：炉前取样，冷却成型、脱样、运输、检测面加工、视觉检测、荧光分析仪检测、光电直读光谱仪检测，最后将检测结果通报生产系统。若样品中含有杂质，在制样后，表面可能会存在夹杂、裂纹、凹坑、水渍等缺陷；制样过程中，也可能出现加工面过于粗糙、凹坑等缺陷。检测时，如果激发点选择在这些缺陷上，会造成检测结果与实际严重偏差。

传统检测依靠有经验的人工对样品表面进行识别和判断，找出样品上的可用检测点后，将样品翻转放到检测台上，令检测点对准检测仪上的检测口，然后启动检测仪进行检测。样品不透明，检测仪的检测口也较小，难保证放置时检测点对准检测口，需要在检测仪完成检测后，查看已经检测的点是否与预选的点重合，不重合，需重新检测。人工放样效率低，容易出现误差。利用视觉系统代替人工选择检测点，并指导机器手系统将放置样品，实现生产的自动化是势在必行。而实现检测自动化的前提就是智能找到样品上合格的检测点。因此获取样品检测面检测点信息的技术是冶金样品检测自动化领域亟待解决的重问题。

现有视觉技术中，多采用同轴光源和工业相机对样品表面进行拍照，但是当样品检测面与同轴光源不垂直，且达到一定角度时，从检测面反射回到工业相机中的光量就会变少，造成像亮度不足或亮度不均匀，从而影响视觉识别的效果。而样品制作采用模具成型法，圆柱样的样品外缘面有一定的拔模角度，夹持后检测面与相机上下面往往不平行，都可能有一定角度，这就造成了在拍摄时，反射光亮度不足的问题，再经过简单的阈值计算，就很大程度上造成误判问题，从而严重影响分析结果或废样率。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术的不足，提供一种图像采集装置、视觉检测系统以及样品检测面上检测点的提取方法。

本发明的一个技术方案是：一种图像采集装置，它包括：工业相机、同轴光源、环形光源以及支撑架。

工业相机、同轴光源以及环形光源由上至下同轴安装于支撑架。

采集图像时，样品置于环形光源的下方。

同轴光源内侧的多个小光源通过漫射板散打到半透半反射分光片上，该分光片将光反射到样品的检测面上，再由样品检测面反射后透过分光片，进入工业相机中。

环形光源内设设有成圆锥状排布的多个小光源，多个小光源从多个角度多个方向散照到样品检测面上，其中的一部分光源会影射到工业相机中；因为多光源和多角度的光照射，当检测面不平行于光源外壳上表面时，也有光影射到工业相机中成像。

同轴光源和环形光源组合使用后，即使样品检测面不垂直同轴光源，同轴光源有少部分光反射成像到工业相机中，同时环形光源也有部分光反射成像到工业相机中，此时成像清晰、亮度均匀，无虚影和阴阳面的产生。

在上述方案的基础上，进一步的，为避免外部光照对检测的影响，在工业相机、同轴光源、环形光源的四周及顶部设有遮光罩。