一种基于图像处理的机器视觉处理方法及系统

1.本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于图像处理的机器视觉处理方法及系统。


背景技术：

2.机器视觉检测是指通过相机对物体进行拍摄，然后对拍摄得到的图像进行处理，以检测物体中的特征的技术，进而得到物体的质量情况。机器视觉检测应用越来越广泛，主要应用于尺寸测量和外观缺陷检测。其中，外观缺陷检测对提高整个产品的质量起着决定性作用。
3.由于ccd相机的大小有限，且图形分辨率有限，在面对较小产品时，仅使用一组ccd相机即可完成检测，但面对大型产品时，ccd相机的摄像范围有限，无法全面覆盖产品表面，因此对产品检测识别带来较大的阻碍。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于图像处理的机器视觉处理方法及系统，以解决现有技术中的上述不足之处。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于图像处理的机器视觉处理系统，包括图像处理系统和图像采集设备，图像采集设备包括支撑架，支撑架中转动设置有转盘和u形架，转盘位于产品的上方，u形架的两侧具有下延至产品侧面的侧板结构，侧板结构上转动安装有翻转架，转盘的底部设置有多组第一ccd相机，翻转架的上设置有多组第二ccd相机，实际使用时，产品输送到装置底部，第一ccd相机对产品顶部进行图像采集，第二ccd相机对产品侧面进行图像采集，转盘旋转可以带动第一ccd相机产生位移转换，从而对产品其他部位进行图像采集，而对翻转架进行转动驱动，可以带动补光灯进行位置转换，对产品侧面的其他部位进行图像采集，且控制u形架转动可以带动补光灯到达产品的其他侧面，进而能够全方位大范围的对大型产品进行图像采集，并由视觉处理系统进行解码比对，判断出产品是否完全合格，从而极大的提高了对大型产品的图像识别检测效率。
6.优选的，支撑架包括顶架，顶架两端的底部均固定连接有立柱，转盘的顶部固定连接有吊轴，吊轴与顶架转动连接，吊轴过程u形架，并与u形架转动连接，顶架上设置有一个直接对吊轴进行转动驱动的电机和一个通过齿轮组件对u形架进行转动驱动的电机。
7.优选的，翻转架上通过直线电机连接有移动架，移动架固定安装在直线电机的活动端上，第二ccd相机安装在移动架上，进而借助直线电机驱动移动架横移，可以驱动第二ccd相机靠近或远离产品，进而适应不同尺寸的产品。
8.优选的，支撑架还包括导轨，导轨上滑动安装有滑座，滑座顶部固定安装有导柱，立柱与导柱滑动连接，滑座上固定安装有液压缸，液压缸的活动端与立柱固定连接，进而使转盘整体可以移动，且在液压缸的驱动下，第一ccd相机和翻转架的高度也能得到调整，从而配合检查不同高度的产品。
9.优选的，转盘的底部和移动架的侧面均固定安装有多个补光灯，对产品进行补光。
10.优选的，转盘的下方设置有产品输送带，产品输送带用于输送产品。
11.优选的，翻转架通过短轴与u形架转动连接，u形架的两侧均转动安装有传动轴，传动轴的底端通过锥齿轮组件与短轴传动配合，转盘的外部固定连接有齿轮盘，传动轴的顶端通过与齿轮盘啮合，进而控制u形架和转盘产生相对转动时，能同步带动翻转架产生转，进而实现对转盘、u形架和翻转架的同步转动驱动，在最短时间内对产品进行全部扫描。
12.一种基于图像处理的机器视觉处理方法，包括以下步骤：
13.步骤一、将产品运输至转盘下方的检测区，并位于两组翻转架之间；
14.步骤二、启动第一ccd相机和第二ccd相机，对产品的顶部和侧面进行图像采集；
15.步骤三、驱动转盘和翻转架转动，使第一ccd相机在产品顶部环绕一周，第二ccd相机在产品侧面环绕一周，同步利用第一ccd相机和第二ccd相机进行图像采集，确保图像摄取范围覆盖整个产品顶部的侧壁区域，其中每次转盘和翻转架转动一定角度后反向转动复位，避免各类线路缠绕；
16.步骤四、驱动u形架转动，使翻转架到达产品的未检测侧面，重复步骤三，再次进行图像采集；
17.步骤五、图像识别系统对第一ccd相机和第二ccd相机传输的图像或视频信息进行解码，并与合格产品进行比对，识别出产品表面是否具有瑕疵，并根据识别出瑕疵的图像信息判断瑕疵所在位置，图像信息包括图像采集时对应第一ccd相机或第二ccd相机的位置信息。
18.在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
19.本发明通过利用第一ccd相机对产品顶部进行图像采集，第二ccd相机对产品侧面进行图像采集，转盘旋转可以带动第一ccd相机产生位移转换，从而对产品其他部位进行图像采集，而对翻转架进行转动驱动，可以带动第二ccd相机进行位置转换，对产品侧面的其他部位进行图像采集，且控制u形架转动可以带动补光灯到达产品的其他侧面，进而能够全方位大范围的对大型产品进行图像采集，并由视觉处理系统进行解码比对，判断出产品是否完全合格，从而极大的提高了对大型产品的图像识别检测效率。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
21.图1为本发明的整体结构示意图。
22.图2为本发明翻转架的侧视图。
23.图3为本发明转盘的仰视图.
24.图4为本发明的检测流程图。
25.附图标记说明：
26.1、支撑架；11、顶架；12、立柱；13、导轨；14、滑座；15、导柱；16、液压缸；2、转盘；21、吊轴；22、齿轮盘；3、u形架；31、传动轴；4、翻转架；41、短轴；42、移动架；43、直线电机；5、第一ccd相机；6、第二ccd相机；7、补光灯；8、产品输送带。
具体实施方式
27.实施例1
28.本发明提供了如图1-3所示的一种基于图像处理的机器视觉处理系统，包括图像处理系统和图像采集设备，图像采集设备包括支撑架1，支撑架1中转动设置有转盘2和u形架3，转盘2位于产品的上方，u形架3的两侧具有下延至产品侧面的侧板结构，侧板结构上转动安装有翻转架4，转盘2的底部设置有多组第一ccd相机5，翻转架4的上设置有多组第二ccd相机6，实际使用时，产品输送到装置底部，第一ccd相机5对产品顶部进行图像采集，第二ccd相机6对产品侧面进行图像采集，转盘2旋转可以带动第一ccd相机5产生位移转换，从而对产品其他部位进行图像采集，而对翻转架4进行转动驱动，可以带动补光灯7进行位置转换，对产品侧面的其他部位进行图像采集，且控制u形架3转动可以带动补光灯7到达产品的其他侧面，进而能够全方位大范围的对大型产品进行图像采集，并由视觉处理系统进行解码比对，判断出产品是否完全合格，从而极大的提高了对大型产品的图像识别检测效率。
29.进一步的，在上述技术方案中，支撑架1包括顶架11，顶架11两端的底部均固定连接有立柱12，转盘2的顶部固定连接有吊轴21，吊轴21与顶架11转动连接，吊轴21过程u形架3，并与u形架3转动连接，顶架11上设置有一个直接对吊轴21进行转动驱动的电机和一个通过齿轮组件对u形架3进行转动驱动的电机。
30.进一步的，在上述技术方案中，翻转架4上通过直线电机43连接有移动架42，移动架42固定安装在直线电机43的活动端上，第二ccd相机6安装在移动架42上，进而借助直线电机43驱动移动架42横移，可以驱动第二ccd相机6靠近或远离产品，进而适应不同尺寸的产品。
31.进一步的，在上述技术方案中，支撑架1还包括导轨13，导轨13上滑动安装有滑座14，滑座14顶部固定安装有导柱15，立柱12与导柱15滑动连接，滑座14上固定安装有液压缸16，液压缸16的活动端与立柱12固定连接，进而使转盘2整体可以移动，且在液压缸16的驱动下，第一ccd相机5和翻转架4的高度也能得到调整，从而配合检查不同高度的产品。
32.进一步的，在上述技术方案中，转盘2的底部和移动架42的侧面均固定安装有多个补光灯7，对产品进行补光。
33.进一步的，在上述技术方案中，转盘2的下方设置有产品输送带8，产品输送带8用于输送产品。
34.进一步的，在上述技术方案中，翻转架4通过短轴41与u形架3转动连接，u形架3的两侧均转动安装有传动轴31，传动轴31的底端通过锥齿轮组件与短轴41传动配合，转盘2的外部固定连接有齿轮盘22，传动轴31的顶端通过32与齿轮盘22啮合，进而控制u形架3和转盘2产生相对转动时，能同步带动翻转架4产生转，进而实现对转盘2、u形架3和翻转架4的同步转动驱动，在最短时间内对产品进行全部扫描。
35.工作原理：实际使用时，产品输送到装置底部，第一ccd相机5对产品顶部进行图像采集，第二ccd相机6对产品侧面进行图像采集，转盘2旋转可以带动第一ccd相机5产生位移转换，从而对产品其他部位进行图像采集，而对翻转架4进行转动驱动，可以带动第二ccd相机6进行位置转换，对产品侧面的其他部位进行图像采集，且控制u形架3转动可以带动第二ccd相机6到达产品的其他侧面，进而能够全方位大范围的对大型产品进行图像采集，并由视觉处理系统进行解码比对，判断出产品是否完全合格，从而极大的提高了对大型产品的
图像识别检测效率。
36.实施例2
37.本实施例提供一种基于图像处理的机器视觉处理方法，包括以下步骤：
38.步骤一、将产品运输至转盘2下方的检测区，并位于两组翻转架4之间；
39.步骤二、启动第一ccd相机5和第二ccd相机6，对产品的顶部和侧面进行图像采集；
40.步骤三、驱动转盘2和翻转架4转动，使第一ccd相机5在产品顶部环绕一周，第二ccd相机6在产品侧面环绕一周，同步利用第一ccd相机5和第二ccd相机6进行图像采集，确保图像摄取范围覆盖整个产品顶部的侧壁区域，其中每次转盘2和翻转架4转动一定角度后反向转动复位，避免各类线路缠绕；
41.步骤四、驱动u形架3转动，使翻转架4到达产品的未检测侧面，重复步骤三，再次进行图像采集；
42.步骤五、图像识别系统对第一ccd相机5和第二ccd相机6传输的图像或视频信息进行解码，并与合格产品进行比对，识别出产品表面是否具有瑕疵，并根据识别出瑕疵的图像信息判断瑕疵所在位置，图像信息包括图像采集时对应第一ccd相机5或第二ccd相机6的位置信息。

技术特征：
1.一种基于图像处理的机器视觉处理系统，包括图像处理系统和图像采集设备，其特征在于：所述图像采集设备包括支撑架(1)，所述支撑架(1)中转动设置有转盘(2)和u形架(3)，所述转盘(2)位于产品的上方，所述u形架(3)的两侧具有下延至产品侧面的侧板结构，所述侧板结构上转动安装有翻转架(4)，所述转盘(2)的底部设置有多组第一ccd相机(5)，所述翻转架(4)的上设置有多组第二ccd相机(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的机器视觉处理系统，其特征在于：所述支撑架(1)包括顶架(11)，所述顶架(11)两端的底部均固定连接有立柱(12)，所述转盘(2)的顶部固定连接有吊轴(21)，所述吊轴(21)与顶架(11)转动连接，所述吊轴(21)过程u形架(3)，并与u形架(3)转动连接。3.根据权利要求2所述的一种基于图像处理的机器视觉处理系统，其特征在于：所述翻转架(4)上通过直线电机(43)连接有移动架(42)，所述移动架(42)固定安装在直线电机(43)的活动端上，所述第二ccd相机(6)安装在移动架(42)上。4.根据权利要求3所述的一种基于图像处理的机器视觉处理系统，其特征在于：所述支撑架(1)还包括导轨(13)，所述导轨(13)上滑动安装有滑座(14)，所述滑座(14)顶部固定安装有导柱(15)，所述立柱(12)与导柱(15)滑动连接，所述滑座(14)上固定安装有液压缸(16)，所述液压缸(16)的活动端与立柱(12)固定连接。5.根据权利要求4所述的一种基于图像处理的机器视觉处理系统，其特征在于：所述转盘(2)的底部和移动架(42)的侧面均固定安装有多个补光灯(7)。6.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的机器视觉处理系统，其特征在于：所述转盘(2)的下方设置有产品输送带(8)，所述产品输送带(8)用于输送产品。7.根据权利要求1-6所任意一项述的一种基于图像处理的机器视觉处理系统，其特征在于：所述翻转架(4)通过短轴(41)与u形架(3)转动连接，所述u形架(3)的两侧均转动安装有传动轴(31)，所述传动轴(31)的底端通过锥齿轮组件与短轴(41)传动配合，所述转盘(2)的外部固定连接有齿轮盘(22)，所述传动轴(31)的顶端通过(32)与齿轮盘(22)啮合。8.一种如权利要求1所述基于图像处理的机器视觉处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将产品运输至转盘(2)下方的检测区，并位于两组翻转架(4)之间；步骤二、启动第一ccd相机(5)和第二ccd相机(6)，对产品的顶部和侧面进行图像采集；步骤三、驱动转盘(2)和翻转架(4)转动，使第一ccd相机(5)在产品顶部环绕一周，第二ccd相机(6)在产品侧面环绕一周，同步利用第一ccd相机(5)和第二ccd相机(6)进行图像采集，确保图像摄取范围覆盖整个产品顶部的侧壁区域；步骤四、驱动u形架(3)转动，使翻转架(4)到达产品的未检测侧面，重复步骤三，再次进行图像采集；步骤五、图像识别系统对第一ccd相机(5)和第二ccd相机(6)传输的图像或视频信息进行解码，并与合格产品进行比对，识别出产品表面是否具有瑕疵，并根据识别出瑕疵的图像信息判断瑕疵所在位置，所述图像信息包括图像采集时对应第一ccd相机(5)或第二ccd相机(6)的位置信息。

技术总结
本发明公开了一种基于图像处理的机器视觉处理方法及系统，涉及图像处理技术领域，包括图像处理系统和图像采集设备，图像采集设备包括支撑架，支撑架中转动设置有转盘和U形架，转盘位于产品的上方，U形架的两侧具有下延至产品侧面的侧板结构，侧板结构上转动安装有翻转架，转盘的底部设置有多组第一CCD相机，翻转架的上设置有多组第二CCD相机。本发明通过利用转盘旋转带动第一CCD相机产生位移转换，从而对产品其他部位进行图像采集，而对翻转架进行转动驱动、控制U形架转动可以带动第二CCD相机全方位大范围的对大型产品进行图像采集，极大的提高了对大型产品的图像识别检测效率。大的提高了对大型产品的图像识别检测效率。大的提高了对大型产品的图像识别检测效率。


技术研发人员：樊红莉 柳祥乐 王卫华 车凯 肖雪
受保护的技术使用者：湖北汽车工业学院
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/13