[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN112557408B - 频闪阶梯照明缺陷检测系统 - Google Patents

频闪阶梯照明缺陷检测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112557408B
CN112557408B CN202110207353.9A CN202110207353A CN112557408B CN 112557408 B CN112557408 B CN 112557408B CN 202110207353 A CN202110207353 A CN 202110207353A CN 112557408 B CN112557408 B CN 112557408B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
stroboscopic
camera
control unit
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110207353.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112557408A (zh
Inventor
胡肖松
骈冰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casi Vision Technology Luoyang Co Ltd
Casi Vision Technology Beijing Co Ltd
Original Assignee
Casi Vision Technology Luoyang Co Ltd
Casi Vision Technology Beijing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casi Vision Technology Luoyang Co Ltd, Casi Vision Technology Beijing Co Ltd filed Critical Casi Vision Technology Luoyang Co Ltd
Priority to CN202110207353.9A priority Critical patent/CN112557408B/zh
Publication of CN112557408A publication Critical patent/CN112557408A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112557408B publication Critical patent/CN112557408B/zh
Priority to US18/276,242 priority patent/US20240118218A1/en
Priority to PCT/CN2021/129951 priority patent/WO2022179186A1/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901—Optical details; Scanning details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901—Optical details; Scanning details
    • G01N21/8903—Optical details; Scanning details using a multiple detector array
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8822—Dark field detection
    • G01N2021/8825—Separate detection of dark field and bright field
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8838—Stroboscopic illumination; synchronised illumination

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

本发明公开了一种频闪阶梯照明缺陷检测系统，所述系统用于产品的外观缺陷检测，包括：图像提取单元（101）、明暗调节单元（102）、数据处理单元（103）和频闪控制单元（104）。所述图像提取单元（101），与所述频闪控制单元（104）相连，用于在各种透射/反射视觉明场/暗场中获取稳定清晰的图像；所述明暗调节单元（102），与所述频闪控制单元（104）相连，用于设置多种透射/反射视觉明场/暗场，并在各种透射/反射视觉明场/暗场中转换。本发明缺陷检测系统在采用多相机条件下，通过对光源的频闪阶梯控制，即同时改变光源的开启脉宽宽度和工作电流值，以及采用多光源协同工作，达到对各种缺陷多方位的成像目的。

Description

频闪阶梯照明缺陷检测系统
技术领域
本发明涉及机器视觉缺陷检测技术领域，特别涉及一种多相机和频闪阶梯照明的机器视觉外观缺陷检测系统及实现方法。
背景技术
机器视觉系统是通过图像摄取装置（分CMOS和CCD传感器两种）将被摄取的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征。其基本组成通常包括像机、镜头、光源、图像采集卡、图像处理器、图像处理软件和算法。
目前，机器视觉系统已经深入应用于工业检测系统中，用于识别产品的信息、测量产品的尺寸、检测产品的缺陷等多种环节中。其中，由于用户对3C类消费电子产品的外观要求非常高，因此在产品的生产中，进行产品的外观缺陷检测显得尤为重要。
这些缺陷包括划伤、崩边、凹凸点、丝印区的芽、缺、锯齿边、透光、夹脏、毛丝/纤维、漏印、印错、IR孔及主孔瑕疵等，检测精度要求达到微米级别，人的肉眼很难达到这种高精度以及24小时高强度的工作要求。
在工业生产中，现有的产品外观缺陷检测的图像获取技术方式可分为三类。
一种是采用高精度的面阵摄像机和光源，通过合适的拍摄角度和光强，获取产品的反射或透射、明场或暗场的图片，然后对目标的信息进行处理。这种方案可以获取大部分产品特征并且得到广泛的应用，缺点是工业流水线中往往是运动的，需要在图像中消除运动的影响，而且受到现有面阵相机的分辨率限制，往往不能达到3C消费产品中微米级别缺陷的识别，或者此时对图像处理算法的要求极高，目前很难达到要求。
二是采用3D视觉技术。3D视觉技术包括双目视觉、结构光、TOF（飞行时间）、三角测距、激光雷达等，这些技术目前广泛应用于三维立体物理的识别、测量、定位中，但在缺陷检测中应用少，并且也很难达到3C类产品的微米级高精度的要求。
三是采用线阵相机和光源，获取目标物体的反射明场、反射暗场、透射明场、透射暗场的图像后提供给计算机系统进行处理。这种方案的优点是线阵相机分辨率高，可以达到微米级缺陷的识别，而且线阵相机和光源组合的方案，结合运动系统的编码器后特别适合工业流水线中的应用，因此目前的高精度缺陷检测系统一般都是采用这种方案。
但是，现有技术中，被检测物体经过线阵相机的检测系统获取的四种场景的图片（反射明场、反射暗场、透射明场、透射暗场）反映的缺陷往往有限，因为线阵相机拍照的速率是固定的，拍摄角度对应的光源的驱动电流是固定的，因此拍摄不同的缺陷往往需要改变对应的光源的开启的脉宽，而光源的开启脉宽最大为线阵相机的曝光时间，再宽的脉宽对线阵相机已无作用，因此这样极大的限制了拍照的数量，也限制了缺陷检测的种类。而且，因为单个光源对应的驱动电路的电流固定，在变化光照角度拍摄不同明场或暗场的照片时，往往此光源是不会在每种缺陷中都同时使用的，这样光源的使用率很低，同时拍摄的种类缺陷少。这时，只能增加光源和相机的数量，以拍摄出所需的照片或者更多缺陷的种类，这样增加了系统的成本和复杂度。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明公开了一种频闪阶梯照明缺陷检测系统。本发明缺陷检测系统在采用多相机条件下，通过对光源的频闪阶梯控制，即同时改变光源的开启脉宽宽度和工作电流值，以及采用多光源协同工作，达到对各种缺陷多方位的成像目的。并且，更进一步的，本发明采用双相机的优选实施例方案可以在一个流水线工位工作中，拍摄更多的物体明暗场的照片，提高光源的利用率，增加了可检测的缺陷的种类和数量，实现了现有技术中4-8个相机才能实现的图像采集效果。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种频闪阶梯照明缺陷检测系统，所述系统用于产品的外观缺陷检测，包括：图像提取单元（101）、明暗调节单元（102）、数据处理单元（103）和频闪控制单元（104）。
所述图像提取单元（101），与所述频闪控制单元（104）相连，用于在各种透射/反射视觉明场/暗场中获取稳定清晰的图像；
所述明暗调节单元（102），与所述频闪控制单元（104）相连，用于设置多种透射/反射视觉明场/暗场，并在各种透射/反射视觉明场/暗场中转换；
所述数据处理单元（103），与所述频闪控制单元（104）相连，用于产生脉冲编码信号，检测被测产品后产生使能信号，将所述使能信号传送给所述频闪控制单元（104）；
所述频闪控制单元（104），分别与所述图像提取单元（101）、明暗调节单元（102）和数据处理单元（103）相连，用于实时记录数据处理单元（103）传送的信号，对信号进行倍频和/或分频；使用倍频和/或分频后的信号控制所述图像提取单元（101）获取图像；使用倍频和/或分频后的信号控制所述明暗调节单元（102）设置透射/反射视觉明场/暗场，并在各种透射/反射视觉明场/暗场中转换。
优选地，所述图像提取单元（101）进一步包括多个相机；所述明暗调节单元（102）进一步包括多个光源。
优选地，所述数据处理单元（103），进一步包括编码器和PLC控制器；所述频闪控制单元（104），进一步包括：频闪控制电路、驱动电路、输入接口电路和输出接口电路。
优选地，所述图像提取单元（101）进一步包括两部相机；所述相机为线阵相机；所述明暗调节单元（102）进一步包括多个光源。
优选地，所述相机为线阵相机；所述编码器根据机械转动系统的转速产生相应的脉冲编码信号；所述PLC控制器为可编程控制器，其检测到被测物体后产生使能信号提供给所述频闪控制单元（104）。
优选地，所述驱动电路，输出恒流信号，用于驱动所述明暗调节单元（102）；能够实现在PWM控制下设置输出电流的脉宽和周期；能够实现脉宽在每个周期中设置成任意不同数值；能够实现在每个PWM调制的脉宽输出电流设置成任意不同数值。
优选地，所述多个相机和所述多个光源中，第一相机位于第一光源的反射明场中，第二相机位于第一光源的透射明场中；同时，第一相机位于第二光源反射暗场中，第二相机位于第二光源的透射暗场中。
优选地，所述频闪控制单元（104），进一步用于实时记录所述编码器的信号，获取上升沿和周期；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据运行速度、拍照数量或缺陷种类、相机参数，对所述编码器的信号进行倍频和/或分频；
所述频闪控制单元（104），进一步用于判断所述PLC控制器使能是否有效，无效返回前一步，有效则进行后继的信号输出；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机以及对应的光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照。
为解决上述技术问题，本发明又提供了一种频闪阶梯照明缺陷检测方法，包括以下步骤：
步骤1，选择相机光源：根据系统要检测的缺陷种类和/或拍摄照片数量，选择与其适应的第一相机、第二相机和第一光源、第二光源；
步骤2，安装成像系统：根据所要成像的缺陷，初步在结构上确定光源、第一相机、第二相机的角度和位置，对待测试的每种缺陷，分别调试第一相机、第二相机的角度和位置，需要增加成像数据时，添加补充第三相机，补充第四相机，直至补充第M相机，M为大于3的正整数；根据明场和暗场要求初步固定器件的位置；
步骤3，设置编码器参数：根据系统检测产品的速度，设置运动系统的速率，相应地获得编码器的周期；
步骤4，设置频闪控制单元：根据编码器周期，拍摄照片数量，相机参数设置频闪控制单元的倍频和分频参数，初步设置频闪阶梯照明的参数；
步骤5，调试光学参数：对待测试的每种缺陷，分别调试第一光源、第二光源的角度，需要补光时，添加补光第三光源，补光第四光源，直至补光第N光源，N为大于3的正整数；调试完成后固定各个部件的位置，使其之间不发生相对位移和角度转动；
步骤6，调试频闪控制单元：对待测试的每种缺陷，分别调试频闪和阶梯参数，修正相应的光源的脉宽和工作电流值，确保拍摄图像的灰度值落在设定能够接受的范围内；
步骤7，图像拆图：利用计算机系统对线阵相机拍摄的多行图像进行拆图；
步骤8，判断成像清晰度：判断图像缺陷成像清晰度是否到达设定阈值；清晰度未达到设定阈值则返回步骤5，清晰度达到设定阈值进行下一步；
步骤9，数据分析：利用计算机系统调试软件和算法缺陷进行数据分析完成检测。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种双相机频闪阶梯照明缺陷检测方法，所述方法中使用的相机数量仅为两部，包括以下步骤：
步骤1，选择相机光源：根据系统要检测的缺陷种类和/或拍摄照片数量，选择与其适应的第一相机、第二相机和第一光源、第二光源；
步骤2，安装成像系统：根据所要成像的缺陷，初步在结构上确定光源、第一相机、第二相机的角度和位置，根据明场和暗场要求初步固定器件的位置；
步骤3，设置编码器参数：根据系统检测产品的速度，设置运动系统的速率，相应地获得编码器的周期；
步骤4，设置频闪控制单元：根据编码器周期，拍摄照片数量，相机参数设置频闪控制单元的倍频和分频参数，初步设置频闪阶梯照明的参数；
步骤5，调试光学参数：对待测试的每种缺陷，分别调试第一光源、第二光源的角度，需要补光时，添加补光第三光源，补光第四光源，直至补光第N光源，N为大于3的正整数；调试完成后固定各个部件的位置，使其之间不发生相对位移和角度转动；
步骤6，调试频闪控制单元：对待测试的每种缺陷，分别调试频闪和阶梯参数，修正相应的光源的脉宽和工作电流值，确保拍摄图像的灰度值落在设定能够接受的范围内；
步骤7，图像拆图：利用计算机系统对线阵相机拍摄的多行图像进行拆图；
步骤8，判断成像清晰度：判断图像缺陷成像清晰度是否到达设定阈值；清晰度未达到设定阈值则返回步骤5，清晰度达到设定阈值进行下一步；
步骤9，数据分析：利用计算机系统调试软件和算法缺陷进行数据分析完成检测。
优选地，所述频闪控制单元，用于实时记录所述编码器的信号，获取上升沿和周期；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据运行速度、拍照数量或缺陷种类、相机参数，对所述编码器的信号进行倍频和/或分频；
优选地，所述频闪控制单元，用于判断所述PLC控制器使能是否有效，无效返回前一步，有效则进行后继的信号输出；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机以及对应的光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照。
本发明有益效果包括：
（1）采用线阵相机、编码器、PLC控制器的组合方案，能够保证检测消费类3C产品微米级缺陷，并且非常适合安装在生产的流水线中。
（2）采用多相机条件下，通过对光源的驱动电流的频闪和阶梯调节，可以充分利用每种光源的特点，实现多种打光效果，提高了对复杂的缺陷的拍摄能力。
（3）在一个流水线工位工作中，因为每个光源的不同周期中的脉宽和驱动电流值（对应亮度）可调，因此可以拍摄出更多明暗场的照片，增加了可检测的缺陷的种类和数量。
（4）采用专门的频闪控制单元实现对编码器、PLC控制器信号获取，以及对光源和相机的控制，可以实现系统的灵活调节和升级需求。
更进一步的技术效果，在本发明优选采用双相机的实施例方案中，可以在一个流水线工位工作中，拍摄更多的物体明暗场的照片，提高光源的利用率，增加了可检测的缺陷的种类和数量，实现了现有技术中4-8个相机才能实现的图像采集效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是一部分实施例或现有技术，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的类似或相关附图。
图1为本发明实施例所述频闪阶梯照明缺陷检测系统组成框图。
图2为本发明实施例所述频闪阶梯照明缺陷检测系统的结构示意图。
图3为本发明实施例所述添加第三光源至第N光源进行补光的频闪阶梯照明缺陷检测系统结构示意图。
图4为现有技术中进行频闪照明摄像的时序图。
图5为本发明实施例所述缺陷检测方法进行频闪阶梯照明摄像的时序图。
图6为本发明实施例所述缺陷检测方法中多光源协同频闪阶梯照明摄像的时序图。
图7为本发明实施例所述频闪控制单元工作方法的流程图。
图8为本发明实施例所述频闪阶梯照明缺陷检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明，但本发明并不局限于这些实施例。
本发明多相机和频闪阶梯照明的外观缺陷检测系统，属于机器视觉领域，系统的组成包括第一相机，第二相机，光源，编码器，PLC控制器，频闪控制单元；所述的第一相机和第二相机为线阵相机；所述的光源至少包括第一光源和第二光源；所述的编码器根据机械转动系统的转速产生相应的脉冲编码信号；所说的PLC控制器为可编程控制器，由其检测到被测物体后产生使能信号提供给频闪控制单元；所述的频闪控制单元包括输入接口电路、输出接口电路、频闪控制电路，以及多个光源的驱动电路。本发明通过同时改变光源的开启脉宽宽度和工作电流值，采用多光源协同工作，达到对各种缺陷多方位打光成像目的，增加了可检测的缺陷的种类，提高了机器视觉外观缺陷检测系统的效率。
双相机和频闪阶梯照明的外观缺陷检测系统，包括第一相机，第二相机，光源，编码器，PLC控制器，频闪控制单元；所述的第一相机和第二相机为线阵相机；所述的光源至少包括第一光源和第二光源；所述的编码器根据机械转动系统的转速产生相应的脉冲编码信号；所说的PLC控制器为可编程控制器，由其检测到被测物体后产生使能信号提供给频闪控制单元；所述的频闪控制单元包括输入接口电路、输出接口电路、频闪控制电路，以及多个光源的驱动电路。
光源中的各种光源为LED光源，可以为线光源、平面光源、环形光源、方形光源、条形光源、圆顶光源、平面无影光源、同轴光源、紫外光源、红外光源、点光源等中的一种或者几种的组合。
双相机和频闪阶梯控制的机器视觉外观缺陷检测系统，其中的光源除了包括第一光源、第二光源以外，还可以包括第三光源，或者第四光源，或者第三光源至第N光源，这里的N为大于“3”的任何自然数；第三光源至第N光源的位置原则上可以在XYZ三维坐标中的任何点，只要其不影响到第一相机、第二相机的摄像线路和第一光源、第二光源的光路；第三光源至第N光源的作用是配合第一光源和第N光源对被测对象进行补光打光，以使第一相机和第二相机中拍摄出产品外观中的各种不同的缺陷。
频闪控制单元，其中驱动电路特点为：输出为恒流信号，用于驱动所述的光源；支持频闪调节，即在PWM控制下的输出电流的脉宽和周期可设置，特别是脉宽在每个周期中可以不同；支持阶梯电流调节，即在每个PWM调制的脉宽中，输出电流值可以设置成不一样，输出电流值可在0A到最大输出电流之间任意设置。
双相机和频闪阶梯控制的机器视觉外观缺陷检测系统，系统中各组件的位置关系为：被测物体放置于机械转动系统中做匀速直线运动，以运动方向作为X轴，第一光源和第二光源打光的中心点为原点O，所要拍摄的物体的条形区域中心线为Y轴，原点向上为Z轴；则第一相机，第二相机，光源中的第一光源和第二光源的中心都在XOZ平面中，其中第一光源与X轴成夹角a，第二光源与X轴成夹角b；第一相机在第一光源的反射明场中，第二相机在第二光源的透射明场中，同时，第一相机在第二光源的反射暗场中，第二相机在第二光源的透射暗场中。
双相机和频闪阶梯控制的机器视觉外观缺陷检测系统，所述的频闪控制单元的工作方法为：一是先实时记录编码器信号，获取上升沿和周期；二是对根据运行速度、拍照数量（缺陷种类）、相机参数等，对编码器信号进行倍频和分频；三是判断PLC控制器使能是否有效，无效则返回步骤二，有效则进行后继的信号输出；四是用倍分频后的信号作为输出的行触发信号，控制第一相机和第二相机对应的反射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；五是同理，用行触发信号，控制第一相机和第二相机对应的反射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；六是同理，用行触发信号，控制第二相机和第二相机对应的透射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；七是同理，用行触发信号，控制第二相机和第二相机对应的透射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；八是同理，用行触发信号，控制第一相机 和/或 第二相机，以及对应的光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；直至所有打光完成；九是循环输出所有拍摄的行数，未完成则返回步骤3，完成了则一个产品的缺陷检测完成。
双相机和频闪阶梯控制的机器视觉外观缺陷检测系统，其检测方法的流程为：一是，选择相机和光源：根据系统要检测的缺陷种类或者拍摄照片的数量，选择合适的第一相机、第二相机和第一光源、第二光源，直至第N光源；二是，安装系统：根据所要成像的缺陷，初步在结构上确定光源、第一相机、第二相机的角度和位置，根据明场和暗场要求初步固定器件的位置；三是，设置编码器参数：根据系统检测产品的速度，设置运动系统的速率，相应地获得编码器的周期；四是，设置频闪控制单元：根据编码器周期，拍摄照片数量，相机的参数等，设置频闪控制单元的倍频和分频参数，初步设置频闪阶梯照明的参数；五是调试光学参数：对每种缺陷，分别调试第一光源、第二光源的角度，需要补光时，添加补光第三光源，以至到补光第N光源，调试完成后固定器件位置；六是调试频闪控制单元：对每种缺陷，分别调试频闪和阶梯参数，即修正相应的光源的脉宽和工作电流值，使拍摄图像的灰度值在可接受的范围内；七是在计算机中，对线阵相机拍摄的多行图像进行拆图（如果拆图有问题，例如出现错图或叠图情况，返回第4步修改参数）；八是，判断缺陷成像清晰与否，不清晰则返回第五步，清晰则往下运行；九是，在计算机中，调试软件和算法缺陷进行分析。
本发明实施例频闪阶梯照明缺陷检测系统，所述系统用于产品的外观缺陷检测，包括：图像提取单元（101）、明暗调节单元（102）、数据处理单元（103）和频闪控制单元（104）。
所述图像提取单元（101），与所述频闪控制单元（104）相连，用于在各种透射/反射视觉明场/暗场中获取稳定清晰的图像；
所述明暗调节单元（102），与所述频闪控制单元（104）相连，用于设置多种透射/反射视觉明场/暗场，并在各种透射/反射视觉明场/暗场中转换；
所述数据处理单元（103），与所述频闪控制单元（104）相连，用于产生脉冲编码信号，检测被测产品后产生使能信号，将所述使能信号传送给所述频闪控制单元（104）；
所述频闪控制单元（104），分别与所述图像提取单元（101）、明暗调节单元（102）和数据处理单元（103）相连，用于实时记录数据处理单元（103）传送的信号，对信号进行倍频和/或分频；使用倍频和/或分频后的信号控制所述图像提取单元（101）获取图像；使用倍频和/或分频后的信号控制所述明暗调节单元（102）设置透射/反射视觉明场/暗场，并在各种透射/反射视觉明场/暗场中转换。
优选地，所述图像提取单元（101）进一步包括多个相机；所述明暗调节单元（102）进一步包括多个光源。
优选地，所述数据处理单元（103），进一步包括编码器和PLC控制器；所述频闪控制单元（104），进一步包括：频闪控制电路、驱动电路、输入接口电路和输出接口电路。
优选地，所述图像提取单元（101）进一步包括两部相机；所述相机为线阵相机；所述明暗调节单元（102）进一步包括多个光源。
优选地，所述相机为线阵相机；所述编码器根据机械转动系统的转速产生相应的脉冲编码信号；所述PLC控制器为可编程控制器，其检测到被测物体后产生使能信号提供给所述频闪控制单元（104）。
优选地，所述驱动电路，输出恒流信号，用于驱动所述明暗调节单元（102）；能够实现在PWM控制下设置输出电流的脉宽和周期；能够实现脉宽在每个周期中设置成任意不同数值；能够实现在每个PWM调制的脉宽输出电流设置成任意不同数值。
优选地，所述多个相机和所述多个光源中，第一相机位于第一光源的反射明场中，第二相机位于第一光源的透射明场中；同时，第一相机位于第二光源反射暗场中，第二相机位于第二光源的透射暗场中。
优选地，所述频闪控制单元（104），进一步用于实时记录所述编码器的信号，获取上升沿和周期；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据运行速度、拍照数量或缺陷种类、相机参数，对所述编码器的信号进行倍频和/或分频；
所述频闪控制单元（104），进一步用于判断所述PLC控制器使能是否有效，无效返回前一步，有效则进行后继的信号输出；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机以及对应的光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照。
本发明实施例频闪阶梯照明缺陷检测方法，包括以下步骤：
步骤1，选择相机光源：根据系统要检测的缺陷种类和/或拍摄照片数量，选择与其适应的第一相机、第二相机和第一光源、第二光源；
步骤2，安装成像系统：根据所要成像的缺陷，初步在结构上确定光源、第一相机、第二相机的角度和位置，对待测试的每种缺陷，分别调试第一相机、第二相机的角度和位置，需要增加成像数据时，添加补充第三相机，补充第四相机，直至补充第M相机，M为大于3的正整数；根据明场和暗场要求初步固定器件的位置；
步骤3，设置编码器参数：根据系统检测产品的速度，设置运动系统的速率，相应地获得编码器的周期；
步骤4，设置频闪控制单元：根据编码器周期，拍摄照片数量，相机参数设置频闪控制单元的倍频和分频参数，初步设置频闪阶梯照明的参数；
步骤5，调试光学参数：对待测试的每种缺陷，分别调试第一光源、第二光源的角度，需要补光时，添加补光第三光源，补光第四光源，直至补光第N光源，N为大于3的正整数；调试完成后固定各个部件的位置，使其之间不发生相对位移和角度转动；
步骤6，调试频闪控制单元：对待测试的每种缺陷，分别调试频闪和阶梯参数，修正相应的光源的脉宽和工作电流值，确保拍摄图像的灰度值落在设定能够接受的范围内；
步骤7，图像拆图：利用计算机系统对线阵相机拍摄的多行图像进行拆图；
步骤8，判断成像清晰度：判断图像缺陷成像清晰度是否到达设定阈值；清晰度未达到设定阈值则返回步骤5，清晰度达到设定阈值进行下一步；
步骤9，数据分析：利用计算机系统调试软件和算法缺陷进行数据分析完成检测。
本发明实施例双相机频闪阶梯照明缺陷检测方法，所述方法中使用的相机数量仅为两部，包括以下步骤：
步骤1，选择相机光源：根据系统要检测的缺陷种类和/或拍摄照片数量，选择与其适应的第一相机、第二相机和第一光源、第二光源；
步骤2，安装成像系统：根据所要成像的缺陷，初步在结构上确定光源、第一相机、第二相机的角度和位置，根据明场和暗场要求初步固定器件的位置；
步骤3，设置编码器参数：根据系统检测产品的速度，设置运动系统的速率，相应地获得编码器的周期；
步骤4，设置频闪控制单元：根据编码器周期，拍摄照片数量，相机参数设置频闪控制单元的倍频和分频参数，初步设置频闪阶梯照明的参数；
步骤5，调试光学参数：对待测试的每种缺陷，分别调试第一光源、第二光源的角度，需要补光时，添加补光第三光源，补光第四光源，直至补光第N光源，N为大于3的正整数；调试完成后固定各个部件的位置，使其之间不发生相对位移和角度转动；
步骤6，调试频闪控制单元：对待测试的每种缺陷，分别调试频闪和阶梯参数，修正相应的光源的脉宽和工作电流值，确保拍摄图像的灰度值落在设定能够接受的范围内；
步骤7，图像拆图：利用计算机系统对线阵相机拍摄的多行图像进行拆图；
步骤8，判断成像清晰度：判断图像缺陷成像清晰度是否到达设定阈值；清晰度未达到设定阈值则返回步骤5，清晰度达到设定阈值进行下一步；
步骤9，数据分析：利用计算机系统调试软件和算法缺陷进行数据分析完成检测。
优选地，所述频闪控制单元，用于实时记录所述编码器的信号，获取上升沿和周期；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据运行速度、拍照数量或缺陷种类、相机参数，对所述编码器的信号进行倍频和/或分频；
优选地，所述频闪控制单元，用于判断所述PLC控制器使能是否有效，无效返回前一步，有效则进行后继的信号输出；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
优选地，所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机以及对应的光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照。
实施例1：
如图1所述，为本发明实施例所述频闪阶梯照明缺陷检测系统组成框图。其中，缺陷检测系统包括：图像提取单元（101）、明暗调节单元（102）、数据处理单元（103）和频闪控制单元（104）。所述图像提取单元（101）多个相机；所述明暗调节单元（102）进一步包括多个光源。所述数据处理单元（103），进一步包括编码器和PLC控制器；所述频闪控制单元（104），进一步包括：频闪控制电路、驱动电路、输入接口电路和输出接口电路。编码器根据机械转动系统的转速产生相应的脉冲编码信号； PLC控制器为可编程控制器，由其检测到被测物体后产生使能信号提供给频闪控制单元；频闪控制单元（104）包括输入接口电路、输出接口电路、频闪控制电路，以及多个光源的驱动电路。
所述的光源中的各种光源为LED光源，可以为线光源、平面光源、环形光源、方形光源、条形光源、圆顶光源、平面无影光源、同轴光源、紫外光源、红外光源、点光源等中的一种或者几种的组合。
所述的频闪控制单元，其中驱动电路特点为：输出为恒流信号，用于驱动所述的光源；支持频闪调节，即在PWM控制下的输出电流的脉宽和周期可设置，特别是脉宽在每个周期中可以不同；支持阶梯电流调节，即在每个PWM调制的脉宽中，输出电流值可以设置成不一样，输出电流值可在0A到最大输出电流之间任意设置。
如图2所示，为本发明实施例所述频闪阶梯照明缺陷检测系统的结构示意图。其中，各个组件分别为：第一相机201、第二相机202、第一光源203、第二光源204、被测物体205、编码器206、PLC控制器207、频闪控制单元104。
系统中各组件的位置关系为：被测物体放置于机械转动系统中做匀速直线运动，以运动方向作为X轴，第一光源和第二光源打光的中心点为原点O，所要拍摄的物体的条形区域中心线为Y轴，原点向上为Z轴；则所述的第一相机，所述的第二相机，所述的光源中的第一光源和第二光源的中心都在XOZ平面中，其中第一光源与X轴成夹角a，第二光源与X轴成夹角b；第一相机在第一光源的反射明场中，第二相机在第一光源的透射明场中，同时，第一相机在第二光源的反射暗场中，第二相机在第二光源的透射暗场中。
如图7所示，为本发明实施例所述频闪控制单元工作方法的流程图。其中，所述的频闪控制单元（104）的工作方法为：
701.先实时记录编码器信号，获取上升沿和周期；
702.对根据运行速度、拍照数量（缺陷种类）、相机参数等，对编码器信号进行倍频和分频；
703判断PLC控制器使能是否有效，无效则返回步骤702，有效则进行后继的信号输出；
704.用倍分频后的信号作为输出的行触发信号，控制第一相机和第一相机对应的反射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
705.同理，用行触发信号，控制第一相机和第一相机对应的反射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
706.同理，用行触发信号，控制第二相机和第二相机对应的透射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
707.同理，用行触发信号，控制第二相机和第二相机对应的透射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
708同理，用行触发信号，控制第一相机 和/或 第二相机，以及对应的光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；直至所有打光完成；
709.循环输出所有拍摄的行数，未完成则返回步骤703，完成了则一个产品的缺陷检测完成。
如图8所示，为本发明实施例所述频闪阶梯照明缺陷检测方法的流程图。所述双相机和频闪阶梯控制的机器视觉外观缺陷检测系统，其检测方法的流程为：
801.选择相机和光源：根据系统要检测的缺陷种类或者拍摄照片的数量，选择合适的第一相机、第二相机和第一光源、第二光源，直至第N光源；
802.安装系统：根据所要成像的缺陷，初步在结构上确定光源、第一相机、第二相机的角度和位置，根据明场和暗场要求初步固定器件的位置；
803.设置编码器参数：根据系统检测产品的速度，设置运动系统的速率，相应地获得编码器的周期；
804.设置频闪控制单元：根据编码器周期，拍摄照片数量，相机的参数等，设置频闪控制单元的倍频和分频参数，初步设置频闪阶梯照明的参数；
805.调试光学参数：对每种缺陷，分别调试第一光源、第二光源的角度，需要补光时，添加补光第三光源，以至到补光第N光源，调试完成后固定器件位置；
806.调试频闪控制单元：对每种缺陷，分别调试频闪和阶梯参数，即修正相应的光源的脉宽和工作电流值，使拍摄图像的灰度值在可接受的范围内；
807.在计算机中，对线阵相机拍摄的多行图像进行拆图（如果拆图有问题，例如出现错图或叠图情况，返回第4步修改参数）；
808.判断缺陷成像清晰与否，不清晰则返回第五步，清晰则往下运行；
809在计算机中，调试软件和算法缺陷进行分析。
实施例2：
如图3所示，为本发明实施例所述添加光源三至光源N进行补光的频闪阶梯照明缺陷检测系统结构示意图。其中，各个组件分别为：第一相机201、第二相机202、第一光源203、第二光源204、被测物体205、编码器206、PLC控制器207、频闪控制单元104、第三光源209、第四光源210、第N光源211。
第一相机和第二相机为线阵相机；光源至少包括第一光源和第二光源；编码器根据机械转动系统的转速产生相应的脉冲编码信号； PLC控制器为可编程控制器，由其检测到被测物体后产生使能信号提供给频闪控制单元；频闪控制单元（104）包括输入接口电路、输出接口电路、频闪控制电路，以及多个光源的驱动电路。
本实施例频闪阶梯控制的机器视觉外观缺陷检测系统，其中的光源除了包括第一光源、第二光源以外，还可以包括第三光源，或者第三光源和第四光源，或者第三光源至第N光源，这里的N为大于“3”的任何自然数；第三光源至第N光源的位置原则上可以在XYZ三维坐标中的任何点，只要其不影响到第一相机、第二相机的摄像线路和第一光源、第二光源的光路；第三光源至第N光源的作用是配合第一光源和第二光源对被测对象进行打光，以使第一相机和第二相机中拍摄出产品外观中的各种不同的缺陷。
第三光源和第四光源为从侧面打光，目的是为第一光源和第二光源打光时进行侧面补光；第N光源放置在被检测物体的底部，给被检测的物体底部进行打光，添加第三光源、第四光源以至第N光源的作用是为了使被检测的产品的负责表面缺陷更容易呈现；第三光源、第四光源和第N光源在工作时根据需要可以打光也可以不打光。同理在系统中添加其它光源的方法也类似。
频闪控制单元（104）的工作方法和频闪阶梯控制的机器视觉外观缺陷检测系统的检测方法同前一实施例。
实施例3：
如图4所示，图4为现有技术中进行频闪照明摄像的时序图。其中，行频信号周期为T时，采用第一光源、第二光源、第一相机、第二相机进行四种被测产品缺陷检测拍照。可以看出，在反射明场的拍照的照片D1C1中，第一光源开启时间为T1，电流值为I1（电流值的大小对应LED光源光的强度）；在透射暗场的拍照的照片D2C2中，第二光源开启时间T2，电流I2；在透射明场的拍照的照片D1C2中，第一光源开启时间T3，电流I1；在反射暗场的拍照照片D2C1中，第二光源开启时间T4，电流I2；从以上拍照可以看出，常规频闪照明中只能改变脉宽T1、T2、T3、T4，而第一光源对应工作电流I1，第二光源对应工作电流I2是固定的。
如图5所示，为本发明实施例所述缺陷检测方法进行频闪阶梯照明摄像的时序图。其中，行频信号周期为T时，采用第一光源、第二光源、第一相机、第二相机进行四种被测产品缺陷检测拍照。可以看出，在反射明场的拍照的照片D1C1中，第一光源开启时间为T1，电流值为I1（电流值的大小对应LED光源光的强度）；在透射暗场的拍照的照片D2C2中，第二光源开启时间T2，电流I2；在透射明场的拍照的照片D1C2中，第一光源开启时间T3，电流I3；在反射暗场的拍照照片D2C1中，第二光源开启时间T4，电流I4；从以上拍照可以看出，本系统的频闪阶梯照明中，不但能改变脉宽T1、T2、T3、T4，而且第一光源对应工作电流I1、I3，第二光源对应工作电流I2、I4，即在每个周期T中，在不同的脉宽下电流值是可以阶梯变化的，这样极大提高了对缺陷拍摄的能力。
实施例4：
如图6所示，为本发明实施例所述缺陷检测方法中多光源协同频闪阶梯照明摄像的时序图。其中，采用了第一相机、第二相机，第一光源、第二光源、第三光源、第四光源直至第N光源，其中第一光源和第二光源为主光源，其它光源为辅助光源。在进行缺陷一的反射明场成像的D1C1照片中，因为光源的脉宽T1可调节，并且每个光源对应的电流值I11、I12、I13、I14、……I1N都是可以单独设置的；同理，在进行缺陷二的透射暗场成像的D2C2照片中，因为光源的脉宽T2可调节，并且每个光源对应的电流值I21、I22、I23、I24、……I2N都是可以单独设置的；同理，在进行缺陷三的透射明场成像的D1C2照片中，因为光源的脉宽T3可调节，并且每个光源对应的电流值I31、I32、I33、I34、……I3N都是可以单独设置的；同理，在进行缺陷四的反射暗场成像的D2C1照片中，因为光源的脉宽T4可调节，并且每个光源对应的电流值I41、I42、I43、I44、……I4N都是可以单独设置的；以此类推，同理可以拍摄缺陷五的反射明场的照片、缺陷六的透射暗场的照片、缺陷七的透射明场的照片、缺陷八的反射暗场的照片，这些拍摄的主要特点是，光源的开启脉宽不一样，同时每个光源的开启电流值可以单独设置。
这样达到了所有光源协同工作的要求，极大提高了对缺陷照明检测的能力；采用相同的硬件条件下，可以拍摄出更多缺陷的照片，提高了整个检测系统的效率。
以上所述，仅是本发明的几个实施例，并非对本发明做任何形式的限制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于本发明技术方案保护范围内。

Claims (9)

1.一种频闪阶梯照明缺陷检测系统，所述系统用于产品的外观缺陷检测，包括：图像提取单元（101）、明暗调节单元（102）、数据处理单元（103）和频闪控制单元（104），其特征在于，
所述图像提取单元（101），与所述频闪控制单元（104）相连，用于在各种透射/反射视觉明场/暗场中获取稳定清晰的图像；
所述明暗调节单元（102），与所述频闪控制单元（104）相连，用于设置多种透射/反射视觉明场/暗场，并在各种透射/反射视觉明场/暗场中转换；
所述数据处理单元（103），与所述频闪控制单元（104）相连，用于产生脉冲编码信号，检测被测产品后产生使能信号，将所述使能信号传送给所述频闪控制单元（104）；
所述频闪控制单元（104），分别与所述图像提取单元（101）、明暗调节单元（102）和数据处理单元（103）相连，用于实时记录数据处理单元（103）传送的信号，对信号进行倍频和/或分频；使用倍频和/或分频后的信号控制所述图像提取单元（101）获取图像；使用倍频和/或分频后的信号控制所述明暗调节单元（102）设置透射/反射视觉明场/暗场，并在各种透射/反射视觉明场/暗场中转换；
所述图像提取单元（101）进一步包括多个相机；所述明暗调节单元（102）进一步包括多个光源；
所述数据处理单元（103），进一步包括编码器和PLC控制器；所述频闪控制单元（104），进一步包括：频闪控制电路、驱动电路、输入接口电路和输出接口电路；
所述编码器根据机械转动系统的转速产生相应的脉冲编码信号；所述PLC控制器为可编程控制器，其检测到被测物体后产生使能信号提供给所述频闪控制单元（104）；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述驱动电路，能够实现在PWM控制下设置输出电流的脉宽和周期；能够实现脉宽在每个周期中设置成不同数值；能够实现在每个PWM调制的脉宽输出电流设置成不同数值；
每个光源的不同周期中的脉宽和驱动电流值可调。
2.根据权利要求1所述频闪阶梯照明缺陷检测系统，其特征在于，所述图像提取单元（101）进一步包括两部相机；所述相机为线阵相机。
3.根据权利要求1所述频闪阶梯照明缺陷检测系统，其特征在于，所述驱动电路，输出恒流信号，用于驱动所述明暗调节单元（102）。
4.根据权利要求1所述频闪阶梯照明缺陷检测系统，其特征在于，所述多个相机和所述多个光源中，第一相机位于第一光源的反射明场中，第二相机位于第一光源的透射明场中；同时，第一相机位于第二光源反射暗场中，第二相机位于第二光源的透射暗场中。
5.根据权利要求1所述频闪阶梯照明缺陷检测系统，其特征在于，
所述频闪控制单元（104），进一步用于实时记录所述编码器的信号，获取上升沿和周期；
所述频闪控制单元（104），进一步用于根据运行速度、拍照数量或缺陷种类、相机参数，对所述编码器的信号进行倍频和/或分频；
所述频闪控制单元（104），进一步用于判断所述PLC控制器使能是否有效，无效返回前一步，有效则进行后继的信号输出。
6.一种频闪阶梯照明缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，选择相机光源：根据系统要检测的缺陷种类和/或拍摄照片数量，选择与其适应的第一相机、第二相机和第一光源、第二光源；
步骤2，安装成像系统：根据所要成像的缺陷，初步在结构上确定光源、第一相机、第二相机的角度和位置，对待测试的每种缺陷，分别调试第一相机、第二相机的角度和位置，需要增加成像数据时，添加补充第三相机，补充第四相机，直至补充第M相机，M为大于3的正整数；根据明场和暗场要求初步固定器件的位置；
步骤3，设置编码器参数：根据系统检测产品的速度，设置运动系统的速率，相应地获得编码器的周期；
步骤4，设置频闪控制单元：根据编码器周期，拍摄照片数量，相机参数设置频闪控制单元的倍频和分频参数，初步设置频闪阶梯照明的参数；
所述频闪控制单元，用于实时记录所述编码器的信号，获取上升沿和周期；
所述频闪控制单元，用于根据运行速度、拍照数量或缺陷种类、相机参数，对所述编码器的信号进行倍频和/或分频；
所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述驱动电路，能够实现在PWM控制下设置输出电流的脉宽和周期；能够实现脉宽在每个周期中设置成不同数值；能够实现在每个PWM调制的脉宽输出电流设置成不同数值；
每个光源的不同周期中的脉宽和驱动电流值可调；
步骤5，调试光学参数：对待测试的每种缺陷，分别调试第一光源、第二光源的角度，需要补光时，添加补光第三光源，补光第四光源，直至补光第N光源，N为大于3的正整数；调试完成后固定各个部件的位置，使其之间不发生相对位移和角度转动；
步骤6，调试频闪控制单元：对待测试的每种缺陷，分别调试频闪和阶梯参数，修正相应的光源的脉宽和工作电流值，确保拍摄图像的灰度值落在设定能够接受的范围内；
步骤7，图像拆图：利用计算机系统对线阵相机拍摄的多行图像进行拆图；
步骤8，判断成像清晰度：判断图像缺陷成像清晰度是否到达设定阈值；清晰度未达到设定阈值则返回步骤5，清晰度达到设定阈值进行下一步；
步骤9，数据分析：利用计算机系统调试软件和算法缺陷进行数据分析完成检测。
7.根据权利要求6所述检测方法，其特征在于，
所述频闪控制单元，用于判断PLC控制器使能是否有效，无效返回前一步，有效则进行后继的信号输出。
8.一种双相机频闪阶梯照明缺陷检测方法，其特征在于，所述方法中使用的相机数量仅为两部，包括以下步骤：
步骤1，选择相机光源：根据系统要检测的缺陷种类和/或拍摄照片数量，选择与其适应的第一相机、第二相机和第一光源、第二光源；
步骤2，安装成像系统：根据所要成像的缺陷，初步在结构上确定光源、第一相机、第二相机的角度和位置，根据明场和暗场要求初步固定器件的位置；
步骤3，设置编码器参数：根据系统检测产品的速度，设置运动系统的速率，相应地获得编码器的周期；
步骤4，设置频闪控制单元：根据编码器周期，拍摄照片数量，相机参数设置频闪控制单元的倍频和分频参数，初步设置频闪阶梯照明的参数；
所述频闪控制单元，用于实时记录所述编码器的信号，获取上升沿和周期；
所述频闪控制单元，用于根据运行速度、拍照数量或缺陷种类、相机参数，对所述编码器的信号进行倍频和/或分频；
所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的反射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射明场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述频闪控制单元，用于根据倍频和/或分频的信号作为输出的行触发信号，控制各个相机对应的透射暗场光源的驱动电路，进行频闪阶梯打光和拍照；
所述驱动电路，能够实现在PWM控制下设置输出电流的脉宽和周期；能够实现脉宽在每个周期中设置成不同数值；能够实现在每个PWM调制的脉宽输出电流设置成不同数值；
每个光源的不同周期中的脉宽和驱动电流值可调；
步骤5，调试光学参数：对待测试的每种缺陷，分别调试第一光源、第二光源的角度，需要补光时，添加补光第三光源，补光第四光源，直至补光第N光源，N为大于3的正整数；调试完成后固定各个部件的位置，使其之间不发生相对位移和角度转动；
步骤6，调试频闪控制单元：对待测试的每种缺陷，分别调试频闪和阶梯参数，修正相应的光源的脉宽和工作电流值，确保拍摄图像的灰度值落在设定能够接受的范围内；
步骤7，图像拆图：利用计算机系统对线阵相机拍摄的多行图像进行拆图；
步骤8，判断成像清晰度：判断图像缺陷成像清晰度是否到达设定阈值；清晰度未达到设定阈值则返回步骤5，清晰度达到设定阈值进行下一步；
步骤9，数据分析：利用计算机系统调试软件和算法缺陷进行数据分析完成检测。
9.根据权利要求8所述检测方法，其特征在于，
所述频闪控制单元，用于判断PLC控制器使能是否有效，无效返回前一步，有效则进行后继的信号输出。
CN202110207353.9A 2021-02-25 2021-02-25 频闪阶梯照明缺陷检测系统 Active CN112557408B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110207353.9A CN112557408B (zh) 2021-02-25 2021-02-25 频闪阶梯照明缺陷检测系统
US18/276,242 US20240118218A1 (en) 2021-02-25 2021-11-11 Stroboscopic stepped illumination defect detection system
PCT/CN2021/129951 WO2022179186A1 (zh) 2021-02-25 2021-11-11 频闪阶梯照明缺陷检测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110207353.9A CN112557408B (zh) 2021-02-25 2021-02-25 频闪阶梯照明缺陷检测系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112557408A CN112557408A (zh) 2021-03-26
CN112557408B true CN112557408B (zh) 2021-07-06

Family

ID=75034630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110207353.9A Active CN112557408B (zh) 2021-02-25 2021-02-25 频闪阶梯照明缺陷检测系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240118218A1 (zh)
CN (1) CN112557408B (zh)
WO (1) WO2022179186A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112557408B (zh) * 2021-02-25 2021-07-06 中科慧远视觉技术(北京)有限公司 频闪阶梯照明缺陷检测系统
CN113030112B (zh) * 2021-05-26 2021-08-31 苏州高视半导体技术有限公司 基于条纹光源的多光场成像方法、电子设备及存储介质
CN113758681B (zh) * 2021-08-16 2024-07-02 昆山丘钛微电子科技股份有限公司 模组点亮驱动装置以及机台
CN113686879A (zh) * 2021-09-09 2021-11-23 杭州利珀科技有限公司 光学薄膜缺陷视觉检测系统及方法
CN114113135A (zh) * 2021-10-29 2022-03-01 北京兆维科技开发有限公司 一种区分玻璃盖板上下表面异物缺陷的方法
CN114740616A (zh) * 2022-03-08 2022-07-12 广州超音速自动化科技股份有限公司 一种基于线扫描相机光度立体的成像装置及方法
CN115629079A (zh) * 2022-10-19 2023-01-20 湖南迪普视智能科技有限公司 一种薄膜表面缺陷检测系统及方法
CN115901776B (zh) * 2022-11-02 2024-10-01 富翔精密工业(昆山)有限公司 检测装置及检测方法
CN116482104B (zh) * 2023-02-10 2023-12-05 中恒永创(北京)科技有限公司 热转印胶片检测方法
CN116419074B (zh) * 2023-03-08 2024-04-19 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 一种消除阳光干扰的铁路车辆图像采集方法及系统
CN116242254B (zh) * 2023-05-12 2023-09-01 厦门微亚智能科技股份有限公司 手机屏体及fpc上预留基准点的同步检测方法和装置
CN116256373B (zh) * 2023-05-15 2023-09-12 南京华视智能科技有限公司 一种钙钛矿电池薄膜表面缺陷检测的方法
CN116519597B (zh) * 2023-05-16 2024-01-19 中科慧远视觉技术（洛阳）有限公司 一种多轴系统检测方法、装置、上位机、介质及系统
CN116879167A (zh) * 2023-06-27 2023-10-13 广州市翔哲自动化设备有限公司 一种用于缺陷检测的可编辑立体光源、方法及设备
CN116626052B (zh) * 2023-07-19 2023-10-17 北京阿丘机器人科技有限公司 电池盖板表面检测方法、装置、设备及存储介质
CN116990320B (zh) * 2023-09-27 2023-12-19 江西驰宇光电科技发展有限公司 一种用于疵病检测的暗场成像方法及装置
CN117250203A (zh) * 2023-11-10 2023-12-19 深圳市玻尔智造科技有限公司 一种石墨卷材检测方法与系统
CN118209560A (zh) * 2024-05-21 2024-06-18 浙江省计量科学研究院 一种高端轴承滚子复杂凸度工作曲面的表面缺陷检测系统及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110023713A (zh) * 2016-10-03 2019-07-16 Tpl视觉英国有限公司 用于机器视觉照明设备的控制接口
CN111458343A (zh) * 2019-01-18 2020-07-28 深圳中科飞测科技有限公司 检测设备及检测方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7551274B1 (en) * 2007-02-28 2009-06-23 Lite Sentry Corporation Defect detection lighting system and methods for large glass sheets
US8408464B2 (en) * 2011-02-03 2013-04-02 Metrologic Instruments, Inc. Auto-exposure method using continuous video frames under controlled illumination
DE102011113670A1 (de) * 2011-09-20 2013-03-21 Schott Ag Beleuchtungsvorrichtung, Inspektionsvorrichtung und Inspektionsverfahren für die optische Prüfung eines Objekts
JP6179159B2 (ja) * 2013-03-27 2017-08-16 株式会社デンソーウェーブ 外観検査システム
CN103884650B (zh) * 2014-03-28 2016-08-24 北京大恒图像视觉有限公司 一种多光源线阵成像系统及方法
DE102015105656A1 (de) * 2015-04-14 2016-10-20 Chromasens Gmbh Steuermodul für eine Kamera, Kamera, Produktionssystem und Verfahren zum Erfassen von Bildern mittels einer solchen Kamera
CN108362713A (zh) * 2018-05-11 2018-08-03 中科慧远视觉技术（洛阳）有限公司 一种光学检测成像系统
US11328380B2 (en) * 2018-10-27 2022-05-10 Gilbert Pinter Machine vision systems, illumination sources for use in machine vision systems, and components for use in the illumination sources
US20210299879A1 (en) * 2018-10-27 2021-09-30 Gilbert Pinter Machine vision systems, illumination sources for use in machine vision systems, and components for use in the illumination sources
CN110108720A (zh) * 2019-05-30 2019-08-09 苏州精濑光电有限公司 光学检测装置
CN110404816B (zh) * 2019-07-29 2021-05-04 海南梯易易智能科技有限公司 一种基于机械臂的3d曲面玻璃缺陷检测装置及方法
CN110609039B (zh) * 2019-09-23 2021-09-28 上海御微半导体技术有限公司 一种光学检测装置及其方法
CN111007075A (zh) * 2020-01-03 2020-04-14 佛亚智能装备（苏州）有限公司 一种多角度切换光源对发动机精密件表面缺陷的拍摄方法
CN111707670B (zh) * 2020-06-28 2023-10-27 武汉精立电子技术有限公司 一种基于旋转载台的缺陷检测方法及装置
CN112557408B (zh) * 2021-02-25 2021-07-06 中科慧远视觉技术(北京)有限公司 频闪阶梯照明缺陷检测系统
CN113865830B (zh) * 2021-10-12 2024-07-05 苏州华兴源创科技股份有限公司 显示屏缺陷检测方法及系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110023713A (zh) * 2016-10-03 2019-07-16 Tpl视觉英国有限公司 用于机器视觉照明设备的控制接口
CN111458343A (zh) * 2019-01-18 2020-07-28 深圳中科飞测科技有限公司 检测设备及检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112557408A (zh) 2021-03-26
US20240118218A1 (en) 2024-04-11
WO2022179186A1 (zh) 2022-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112557408B (zh) 频闪阶梯照明缺陷检测系统
US10126252B2 (en) Enhanced illumination control for three-dimensional imaging
US7006086B2 (en) Method and apparatus for accurate alignment of images in digital imaging systems by matching points in the images corresponding to scene elements
CN114424020B (zh) 三维测量装置
US20100245851A1 (en) Method and apparatus for high-speed unconstrained three-dimensional digitalization
WO2007053937A1 (en) A method and an apparatus for simultaneous 2d and 3d optical inspection and acquisition of optical inspection data of an object
CN104634276A (zh) 三维测量系统、拍摄设备和方法、深度计算方法和设备
WO2014113517A9 (en) Multi-camera sensor for three-dimensional imaging of a circuit board
CN116264637A (zh) 具有集成反馈回路和飞行时间传感器的透镜组件
WO2017077277A1 (en) System and methods for imaging three-dimensional objects
JP3414624B2 (ja) 実時間レンジファインダ
CA2423325C (en) Sensor and method for range measurements using a tdi device
EP3381015A1 (en) Systems and methods for forming three-dimensional models of objects
US11280907B2 (en) Depth imaging system
CN113483892B (zh) 一种多光谱影像测量系统和方法
CN108036742B (zh) 线条结构光三维传感方法及装置
KR20100138985A (ko) 다중화된 이미지 획득 및 처리를 위한 방법 및 장치
JP2010078339A (ja) ３次元形状計測装置および方法並びにプログラム
CN107392955B (zh) 一种基于亮度的景深估算装置及方法
JP2006170744A (ja) ３次元距離計測装置
JP7551387B2 (ja) 制御装置、制御方法及びプログラム
JP2005262883A (ja) 印刷技術機械での運転過程を制御する方法
JPH05164522A (ja) ３次元情報取り込み方式
JP2003014422A (ja) 実時間レンジファインダ
US20230252637A1 (en) System and method for improving image segmentation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Hu Xiaosong

Inventor after: Pian Bing

Inventor after: Zhang Wujie

Inventor after: Deng Hao

Inventor after: Zhang Chenglin

Inventor before: Hu Xiaosong

Inventor before: Pian Bing

CB03 Change of inventor or designer information