[发明专利]一种光学镜片尺寸检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种光学镜片尺寸检测装置及方法。装置包括三维滑台，CCD，显微镜，照明系统，步进电机和图像处理模块。CCD和显微镜构成图像采集模块，并与计算机的图像处理模块相连接；照明系统采用LED面阵平行光源，将相机从方形光源正中的孔里伸出来，置于光源中间；运动控制模块通过步进电机控制滑台，实现X轴平移，Y轴平移，Z轴升降。方法步骤为：首先完成对相机标定；LED面阵平行光源在镜头四周，通过工业相机CCD扫描待测光学镜片获取图像；并通过图像处理模块对采集到的图像依次进行阴影消除，图像预处理以及待测镜片尺寸的检测。本发明能够高精度、高效率地完成光学镜片的尺寸检测。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别是一种光学零件尺寸检测装置及方法

背景技术

光学镜片是一种重要的精密零件，在光学领域中占据着不可或缺的地位。光学镜片的型号多，生产批量大，同时还要满足安装时的尺寸精度和品质要求。传统的人工尺寸检测方法不仅检测速度慢，而且由于光学镜片的小尺寸性易给人工尺寸检测精度带来很大不确定性，估读、误检和漏检等情况不可避免。

目前，国内外对于尺寸检测的研究投入较多。如，专利“基于机器视觉技术的零件孔径尺寸测量方法”[CN109974608B]采用在零件孔内放置三根尺寸相同小圆管的方法，利用两者的几何关系来求出尺寸，实现了非接触测量。专利“一种基于视觉的保温杯尺寸测量方法”[CN111915670A]通过对四目相机的标定，得到像素到物理尺寸的转换系数，在图像坐标系完成对保温杯边缘的拟合，便可以获得尺寸。但是对于精密的光学镜片零件，检测技术还不够全面。

发明内容

本发明的目的是提出一种光学镜片尺寸检测装置及方法，以克服现有人工检测光学镜片尺寸存在的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种光学镜片尺寸检测装置及方法。装置包括三维滑台，CCD，显微镜，照明系统，步进电机和图像处理模块。CCD和显微镜构成图像采集模块，并与计算机的图像处理模块相连接；照明系统采用LED面阵平行光源，将相机从方形光源正中的孔里伸出来，置于光源中间；运动控制模块通过步进电机控制滑台，实现X轴平移，Y轴平移，Z轴升降。通过控制CCD扫描待测光学镜片获取图像。所述照明系统采用面阵LED平行光源，且LED光源选取白光，将在LED方形光源正中开一个孔，将相机从正中的孔里伸出来，置于光源的正中心位置。

LED平行光源固定在滑台上，随着滑台的运动而运动，通过控制电机的正转和反转来实现x轴、y轴、z轴直线导轨的相对运动，并用CCD扫描获取图像。

图像处理模块用以对图像依次进行光照不均匀校正，预处理，图像边缘检测，图像孔洞填充以及图像圆检测算法检测尺寸。

一种光学镜片尺寸检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1.对系统进行相机标定；

步骤2.LED白光照明下通过CCD扫描待测光学镜片获取图像；

步骤3.图像采集卡将图像传到计算机中进行图像处理；

步骤4.对图像进行光照不均匀校正；

步骤5.对图像进行图像预处理，包括：图像灰度化、图像增强、图像去噪、边缘检测、孔洞填充；

步骤6.对获得的二值图像进行圆检测算法，对圆心进行识别定位，并检测半径大小。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1)本发明结合机器视觉，实现了自动化检测，与人工检测相比较，更省时省力。对于信息化和工业化的融合，实现检测的智能化、自动化具有深远影响。