專利名稱：一種全自動光學(xué)尺寸檢測方法及檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動化測控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全自動光學(xué)尺寸檢測方法，及實現(xiàn)該方法的檢測系統(tǒng)，以實現(xiàn)對小型化、高密度產(chǎn)品的在線尺寸檢
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)中，端子尺寸檢測通常這種帶有高度重復(fù)性和智能性的工作只能用人肉眼來完成，但有些時候，如微小的尺寸要精確快速測量，形狀匹配，顏色識別等，人們根本無法用肉眼連續(xù)穩(wěn)定地進行，其他物理傳感器也難于有用武之地。隨著電子技術(shù)的不斷小型化和高密度組裝趨勢，對產(chǎn)品的檢測要求也越來越嚴密，傳統(tǒng)的目視檢測已經(jīng)遠遠達不到要求。隨著先進制造技術(shù)的發(fā)展和光電技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)向高科技、高精度、高質(zhì)量、高附加值、小型化及集成化方向發(fā)展，相應(yīng)的精密檢測技術(shù)也該適應(yīng)這種發(fā)展。精密檢測技術(shù)應(yīng)為先進制造業(yè)服務(wù)，擔(dān)負起質(zhì)量技術(shù)保證。
進入21世紀光電子、信息、機電、汽車等產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷革新，各種高科技產(chǎn)品，如數(shù)碼相機、液晶、汽車等快速滲透進入每個家庭，而高精度的各類零部件成了產(chǎn)品的關(guān)鍵，企業(yè)精密超精密加工需求持續(xù)擴大；另外當(dāng)前模具加工的重點發(fā)展方向之一就是單件高精度加工，也就是高檔模具需求旺盛。模具工業(yè)發(fā)展迅速，在汽車、水暖、光電等行業(yè)的帶動下，模具行業(yè)需求日益增大。精密儀器元件、光學(xué)鏡頭汽車中小尺寸鑄壓件、水龍頭、液晶顯示屏等中、高檔模具同樣需要精密檢測來保證質(zhì)量。
因此，如何實現(xiàn)立足于各類中小尺寸精密產(chǎn)品的檢測需求，如精密機電零部件、精密陶瓷制品、光電元件和光學(xué)透鏡等。如何采用高精度直線電機、傳感器以及自主開發(fā)測量評價軟件為核心實現(xiàn)軟硬件控制方案，并最終實現(xiàn)高效率、高精度、高自動化程度的精密檢測平臺，滿足服務(wù)于光電信息、模具、高新技術(shù)等產(chǎn)業(yè)需求是目前迫切需要解決的問題，要滿足上述要求，目前還存在多方面的技術(shù)缺陷和相關(guān)軟硬件資源的支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種自動化光學(xué)尺
寸檢測方法；本發(fā)明的又一目的在于，提供一種實現(xiàn)該方法的檢測系統(tǒng)，用來滿足各類中小尺寸精密產(chǎn)品的檢測要求，服務(wù)于光電信息、模具、高新技術(shù)等產(chǎn)業(yè)需求。
為有效解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下-一種全自動光學(xué)尺寸檢測方法，包括被測元件及一與被測元件流動生產(chǎn)線相連接的沖床送帶檢測軌道，在所述檢測軌道上設(shè)置兩臺CCD攝像機，并通過外接端口將該攝像機連接到一具有圖像處理功能的計算機上，其包括以下步驟-
(1) 設(shè)置一檢測系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、格式轉(zhuǎn)換模塊、圖像處理模塊及識別控制模塊，所述各模塊通過數(shù)據(jù)傳輸線路相互連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；
(2) 所述圖像處理模塊包括圖像增強子模塊、特征識別子模塊、圖像配準子模塊、圖像融合子模塊、邊緣提取子模塊及圖像濾波子模塊；
(3) 所述圖像采集模塊采集圖像數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為可識別格式數(shù)據(jù)，傳輸至所述圖像處理模塊；
(4) 所述圖像處理模塊中上述步驟(2)所述各子模塊對所接收圖像數(shù)據(jù)進行黑白邊緣、灰度及二值化等域進行處理后，轉(zhuǎn)換成可進行指標檢測的參數(shù)數(shù)據(jù)；
(5) 將所述參數(shù)數(shù)據(jù)進行指標檢測，判斷其是否在公差要求范圍內(nèi)符合標準，對其參數(shù)輸出的同時實時輸出控制信號。
所述步驟(3)還包括以下步驟所述圖像數(shù)據(jù)采集過程中通過光纖感應(yīng)原理同時對所述被測元件分別從兩個方向(X軸及Y軸)同步采集，并分別轉(zhuǎn)換其格式。
所述步驟(4)還包括以下步驟所述參數(shù)數(shù)據(jù)包括被測元件的尺寸、角度、亮度、偏移量、顏色色素值及位置坐標參數(shù)，并根據(jù)物像數(shù)值比例轉(zhuǎn)換成實際參數(shù)量值。
所述步驟(4)還包括以下步驟所述參數(shù)數(shù)值的精確度必須不小于物像
5數(shù)值比例，且精確度的誤差相對于標準量值的誤差范圍需忽略不計。
所述步驟(5)還包括以下步驟所述參數(shù)數(shù)據(jù)進行指標檢測時，符合標準被測元件通過光纖緩沖原理自動送出檢測軌道，不符合標準被測元件檢測完成后，自動報警并停止檢測或自動將其傳輸至修復(fù)管理生產(chǎn)線等待修復(fù)。
一種實現(xiàn)上述全自動光學(xué)尺寸檢測方法的檢測系統(tǒng)，其包括圖像管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊及主控制模塊；所述圖像管理模塊包括圖像獲取子模塊、圖像增強子模塊、特征識別子模塊、圖像配準子模塊、圖像融合子模塊、邊緣提取子模塊、圖像濾波子模塊及識別控制子模塊；所述數(shù)據(jù)管理模塊包括數(shù)據(jù)運算子模塊、數(shù)據(jù)存儲子模塊及數(shù)據(jù)傳輸子模塊；所述系統(tǒng)管理模塊包括I/O子模塊及系統(tǒng)維護子模塊；所述主控制模塊包括指標檢測子模塊、信號轉(zhuǎn)換子模塊及通信控制子模塊；上述各功能模塊及子模塊通過數(shù)據(jù)傳輸總線或各種轉(zhuǎn)換電路及控制電路相互連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
所述數(shù)據(jù)管理模塊還包括數(shù)據(jù)錄入子模塊及格式轉(zhuǎn)換子模塊；所述系統(tǒng)管理模塊還包括數(shù)據(jù)備份子模塊、數(shù)據(jù)還原子模塊及數(shù)據(jù)刪除子模塊；所述主控系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)調(diào)用子模塊、信號輸出子模塊及信號識別子模塊。
所述圖像處理模塊的各功能子模塊可根據(jù)需要任意組合調(diào)整排列或設(shè)定自由空間調(diào)度權(quán)限任意刪除或添加。
所述圖像處理模塊由主程序分層控制，其包括圖像采集層、圖像處理層及參數(shù)輸出層。
本發(fā)明的有益效果數(shù)據(jù)采集及其圖形圖像處理功能一體化設(shè)計，數(shù)據(jù)交換功能模塊集成實現(xiàn)多格式數(shù)據(jù)處理；立足于各類中小尺寸精密產(chǎn)品的檢測需求，如精密機電零部件、精密陶瓷制品、光電元件和光學(xué)透鏡等；把計算機的快速性、可重復(fù)性與人眼視覺的高度只能化和抽象能力相結(jié)合，增強精度和速度的可靠性；節(jié)省傳統(tǒng)人工目視檢測的工作量，降低人工成本；采用高精度直線電機、傳感器以及自主開發(fā)測量評價軟件為核心實現(xiàn)軟硬件控制方案，實現(xiàn)高效率、高精度、高自動化程度的精密檢測平臺，滿足服務(wù)于光電信息、模具、高新技術(shù)等產(chǎn)業(yè)需求是目前迫切需要。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1是本發(fā)明檢測系統(tǒng)硬件模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明檢測系統(tǒng)圖像處理模塊子模塊結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明自動化光學(xué)尺寸檢測流程示意圖。
具體實施例方式
參見圖3， 一種全自動光學(xué)尺寸檢測方法，包括被測元件及一與被測元件流動生產(chǎn)線相連接的沖床送帶檢測軌道，在所述檢測軌道上設(shè)置兩臺CCD攝像機，并通過外接端口將該攝像機連接到一具有圖像處理功能的計算機上，其包括以下步驟
(1) 設(shè)置一檢測系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、格式轉(zhuǎn)換模塊、圖像處理模塊及識別控制模塊，所述各模塊通過數(shù)據(jù)傳輸線路相互連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；
(2) 所述圖像處理模塊包括圖像增強子模塊、特征識別子模塊、圖像配準子模塊、圖像融合子模塊、邊緣提取子模塊及圖像濾波子模塊；
(3) 所述圖像采集模塊采集圖像數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為可識別格式數(shù)據(jù)，傳輸至所述圖像處理模塊；所述圖像數(shù)據(jù)采集過程中通過光纖感應(yīng)原理同時對所述被測元件分別從兩個方向(X軸及Y軸)同步采集，并分別轉(zhuǎn)換其格式。
(4) 所述圖像處理模塊中上述步驟(2)所述各子模塊對所接收圖像數(shù)據(jù)進行黑白邊緣、灰度及二值化等域進行處理后，轉(zhuǎn)換成可進行指標檢測的參數(shù)數(shù)據(jù)；所述參數(shù)數(shù)據(jù)包括被測元件的尺寸、角度、亮度、偏移量、顏色色素值及位置坐標參數(shù)，并根據(jù)物像數(shù)值比例轉(zhuǎn)換成實際參數(shù)量值；所述參數(shù)數(shù)值的精確度必須不小于物像數(shù)值比例，且精確度的誤差相對于標準量值的誤差范圍需忽略不計。
(5) 將所述參數(shù)數(shù)據(jù)進行指標檢測，判斷其是否在公差要求范圍內(nèi)符合標準，對其參數(shù)輸出的同時實時輸出控制信號；所述參數(shù)數(shù)據(jù)進行指標檢測時，符合標準被測元件通過光纖緩沖原理自動送出檢測軌道，不符合標準被測元件檢測完成后，自動報警并停止檢測或自動將其傳輸至修復(fù)管理生產(chǎn)線等待修復(fù)。
參見圖1及圖2， 一種實現(xiàn)上述全自動光學(xué)尺寸檢測方法的檢測系統(tǒng)，
其包括圖像管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊及主控制模塊；所述圖像管理模塊包括圖像獲取子模塊、圖像增強子模塊、特征識別子模塊、圖像配準子模塊、圖像融合子模塊、邊緣提取子模塊、圖像濾波子模塊及識別控
制子模塊；所述數(shù)據(jù)管理模塊包括數(shù)據(jù)運算子模塊、數(shù)據(jù)存儲子模塊及數(shù)據(jù) 傳輸子模塊；所述系統(tǒng)管理模塊包括I/O子模塊及系統(tǒng)維護子模塊；所述主 控制模塊包括指標檢測子模塊、信號轉(zhuǎn)換子模塊及通信控制子模塊；上述各 功能模塊及子模塊通過數(shù)據(jù)傳輸總線或各種轉(zhuǎn)換電路及控制電路相互連接實 現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
所述數(shù)據(jù)管理模塊還包括數(shù)據(jù)錄入子模塊及格式轉(zhuǎn)換子模塊；所述系統(tǒng) 管理模塊還包括數(shù)據(jù)備份子模塊、數(shù)據(jù)還原子模塊及數(shù)據(jù)刪除子模塊；所述 主控系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)調(diào)用子模塊、信號輸出子模塊及信號識別子模塊。
所述圖像處理模塊的各功能子模塊可根據(jù)需要任意組合調(diào)整排列或設(shè)定 自由空間調(diào)度權(quán)限任意刪除或添加。
所述圖像處理模塊由主程序分層控制，其包括圖像采集層、圖像處理層 及參數(shù)輸出層。
參見圖3，本發(fā)明的工作原理為CCD照相機抓取圖像，送入計算機或 專用的圖像處理模塊，通過數(shù)字化處理，達到判別的目的。把計算機的快速 性，可重復(fù)性，與人眼視覺的高度只能化和抽象能力相結(jié)合。將機器視覺系 統(tǒng)運用在工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境下，增強精度和速度的可靠性。其執(zhí)行動力機構(gòu)設(shè) 置馬達帶動端子料帶，通過光纖緩沖，將料帶連接高速沖床送帶檢測軌道， CCD通過光纖感應(yīng)，根據(jù)系統(tǒng)需求，采用高分辨率攝像機對生產(chǎn)線進行掃描 拍照，根據(jù)檢測要求，系統(tǒng)設(shè)置兩個攝像機(X軸和Y軸)分別同時檢測兩 個方向的端子尺寸，進行同步拍攝圖像，將拍照圖像輸入系統(tǒng)主機，通過應(yīng) 用軟件對兩幅圖像進行分析處理，判斷每個部件物品所要檢測的指標是否在 公差要求范圍內(nèi)符合標準，并實時給出控制信號。
本發(fā)明并不限于上述實施方式，凡采用和本發(fā)明相似系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其方法 來實現(xiàn)本發(fā)明目的的所有方式，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種全自動光學(xué)尺寸檢測方法，包括被測元件及一與被測元件流動生產(chǎn)線相連接的沖床送帶檢測軌道，其特征在于，在所述檢測軌道上設(shè)置兩臺CCD攝像機，并通過外接端口將該攝像機連接到一具有圖像處理功能的計算機上，其包括以下步驟(1)設(shè)置一檢測系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、格式轉(zhuǎn)換模塊、圖像處理模塊及識別控制模塊，所述各模塊通過數(shù)據(jù)傳輸線路相互連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；(2)所述圖像處理模塊包括圖像增強子模塊、特征識別子模塊、圖像配準子模塊、圖像融合子模塊、邊緣提取子模塊及圖像濾波子模塊；(3)所述圖像采集模塊采集圖像數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為可識別格式數(shù)據(jù)，傳輸至所述圖像處理模塊；(4)所述圖像處理模塊中上述步驟(2)所述各子模塊對所接收圖像數(shù)據(jù)進行黑白邊緣、灰度及二值化等域進行處理后，轉(zhuǎn)換成可進行指標檢測的參數(shù)數(shù)據(jù)；(5)將所述參數(shù)數(shù)據(jù)進行指標檢測，判斷其是否在公差要求范圍內(nèi)符合標準，對其參數(shù)輸出的同時實時輸出控制信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動光學(xué)尺寸檢測方法，其特征在于，所述步驟(3)還包括以下步驟所述圖像數(shù)據(jù)采集過程中通過光纖感應(yīng)原理同時對所述被測元件分別從兩個方向(X軸及Y軸)同步采集，并分別轉(zhuǎn)換其格式。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動光學(xué)尺寸檢測方法，其特征在于，所述步驟(4)還包括以下步驟所述參數(shù)數(shù)據(jù)包括被測元件的尺寸、角度、亮度、偏移量、顏色色素值及位置坐標參數(shù)，并根據(jù)物像數(shù)值比例轉(zhuǎn)換成實際參數(shù)量值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動光學(xué)尺寸檢測方法，其特征在于，所述步驟(4)還包括以下步驟所述參數(shù)數(shù)值的精確度必須不小于物像數(shù)值比例，且精確度的誤差相對于標準量值的誤差范圍需忽略不計。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動光學(xué)尺寸檢測方法，其特征在于，所述步驟(5)還包括以下步驟所述參數(shù)數(shù)據(jù)進行指標檢測時，符合標準被測元件通過光纖緩沖原理自動送出檢測軌道，不符合標準被測元件檢測完成后，自動報警并停止檢測或自動將其傳輸至修復(fù)管理生產(chǎn)線等待修復(fù)。
6、 一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述全自動光學(xué)尺寸檢測方法的檢測系統(tǒng)，其特征在于，其包括圖像管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊及主控制模塊;所述圖像管理模塊包括圖像獲取子模塊、圖像增強子模塊、特征識別子模塊、圖像配準子模塊、圖像融合子模塊、邊緣提取子模塊、圖像濾波子模塊及識別控制子模塊；所述數(shù)據(jù)管理模塊包括數(shù)據(jù)運算子模塊、數(shù)據(jù)存儲子模塊及數(shù)據(jù)傳輸子模塊；所述系統(tǒng)管理模塊包括I/O子模塊及系統(tǒng)維護子模塊；所述主控制模塊包括指標檢測子模塊、信號轉(zhuǎn)換子模塊及通信控制子模塊；上述各功能模塊及子模塊通過數(shù)據(jù)傳輸總線或各種轉(zhuǎn)換電路及控制電路相互連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的全自動光學(xué)尺寸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)管理模塊還包括數(shù)據(jù)錄入子模塊及格式轉(zhuǎn)換子模塊；所述系統(tǒng)管理模塊還包括數(shù)據(jù)備份子模塊、數(shù)據(jù)還原子模塊及數(shù)據(jù)刪除子模塊；所述主控系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)調(diào)用子模塊、信號輸出子模塊及信號識別子模塊。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的全自動光學(xué)尺寸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊的各功能子模塊可根據(jù)需要任意組合調(diào)整排列或設(shè)定自由空間調(diào)度權(quán)限任意刪除或添加。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的全自動光學(xué)尺寸檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊由主程序分層控制，其包括圖像采集層、圖像處理層及參數(shù)輸出層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種全自動光學(xué)尺寸檢測方法，其在所述檢測軌道上設(shè)置兩臺CCD攝像機，并通過外接端口將該攝像機連接到一具有圖像處理功能的計算機上，設(shè)置一檢測系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、格式轉(zhuǎn)換模塊、圖像處理模塊及識別控制模塊，所述各模塊通過數(shù)據(jù)傳輸線路相互連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；所述圖像采集模塊采集圖像數(shù)據(jù)傳輸至所述圖像處理模塊；所述各子模塊對所接收圖像數(shù)據(jù)進行處理后，轉(zhuǎn)換成可進行指標檢測的參數(shù)數(shù)據(jù)；將所述參數(shù)數(shù)據(jù)進行指標檢測，對其參數(shù)輸出的同時實時輸出控制信號。本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)上述方法的檢測系統(tǒng)。
文檔編號G01B11/00GK101655349SQ20091016940
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者張慶祥 申請人:東莞市三姆森光電科技有限公司