一種機器視覺檢測裝置的制作方法

本發明涉及檢測裝置領域，特別涉及一種機器視覺檢測裝置。

背景技術：

隨著技術的快速發展，機器視覺檢測較傳統的人工視覺檢測更為精準高效，機器視覺檢測裝置被應用在多個領域上，可以應用在制藥行業的異物檢測裝置、飲料行業的異物檢測裝置或啤酒行業的灌裝異物檢測裝置。

但是目前機器視覺檢測裝置未能實現全景檢測，即只能對被檢測容器進行單方向拍攝。如當被檢測容器的容量在50ml以下時，一般工業相機能夠通過調節采像裝置的位置，使得被檢測容器在采像的景深范圍內，得以檢測被檢測容器內的全部內容物，如圖1所示，這種檢測方法的漏檢率大約為0.03％；而且大多數機器視覺檢測裝置的拍攝屬于微距拍攝，當被檢測容器的容量大于50ml或者被檢測容器較寬時，即為大輸液容器灌裝異物檢測時，例如需要檢測的容器為硬頭軟身容器(如直立軟瓶(可立袋)、軟袋)時，單方向拍攝通常存在部分直立軟瓶、軟袋內的部分液體不在采像的景深范圍內的情況，如圖2所示，使得直立軟瓶、軟袋內的液體必然存在漏檢的情況，此時的漏檢率高達30～50％，這樣極大降低了機器視覺檢測的準確性。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對現有技術存在漏檢的不足和缺陷，提供一種機器視覺檢測裝置，以解決上述問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種機器視覺檢測裝置，包括：

用于對被檢測容器進行定位的定位裝置；

其特征在于，還包括：

在被檢測容器外側設置的至少一組全景采像裝置，每一組所述全景采像裝置包括：至少兩個采像裝置，至少兩個所述采像裝置景深相互組合覆蓋該被檢測容器內的全部液體范圍；

對所述采像裝置取得的圖像數據進行分析的分析系統。

在本發明的一個優選實施例中，每組所述全景采像裝置在采像時與被檢測容器保持相互位置關系不變。

在本發明的一個優選實施例中，每組所述全景采像裝置中的每一所述采像裝置鏡頭到被檢測容器的幾何中心之間的距離保持不變。

在本發明的一個優選實施例中，每組所述全景采像裝置包括三個采像裝置，所述三個采像裝置周向分布在被檢測容器外側，所述三個采像裝置的鏡頭光軸垂直經過被檢測容器的中軸線。

在本發明的一個優選實施例中，每組所述全景采像裝置在采像時與被檢測容器保持相互位置關系不變的方式為：

所述全景采像裝置固定設置，始終保持靜止；

所述定位裝置帶動被檢測容器做步進式運動或脈沖式運動，被檢測容器在采像時停頓，待采像完成后繼續正向運動。

在本發明的一個優選實施例中，每組所述全景采像裝置在采像時與被檢測容器保持相互位置關系不變的方式為：

所述定位裝置帶動被檢測容器做勻速運動；

一個或多個機械跟蹤機構設置被檢測容器外側，任一所述機械跟蹤機構從初始位置開始按著被檢測容器運動方向與被檢測容器做同步運動，采像完成后返回初始位置，循環往復；

所述全景采像裝置設置于所述機械跟蹤機構上，以與被檢測容器保持同步。

在本發明的一個優選實施例中，每組所述全景采像裝置的各采像裝置設置在同一機械跟蹤機構上。

在本發明的一個優選實施例中，所述每組全景采像裝置的各采像裝置分別設置在一個及以上機械跟蹤機構上。

在本發明的一個優選實施例中，還包括為被檢測容器提供光源的光源裝置，以對容器內液體進行照明。

在本發明的一個優選實施例中，所述定位裝置包括設置在所述機架上的容器輸送帶或設置在所述機架上的輸送轉盤上的機械手。

由于采用了如上的技術方案，本發明能夠通過至少一組全景采像裝置采像裝置實現容器全景深覆蓋檢測，對被檢測容器內液體進行全景拍攝，克服了一般工業相機對大于50ml容器的微距采像普遍存在的景深不足而導致的原發性漏檢問題，質地提高了檢測的準確性，漏檢率基本等同于單向采像裝置檢測50ml以下容器的漏檢率，即本發明檢測大于50ml容器時的漏檢率僅為0.03％左右，最大限度地防止存在異物漏檢的情況。再者，本發明還可以有多種工作形式：將至少一組全景采像裝置安裝在同一機械跟蹤機構上，緊湊布局；將至少一組全景采像裝置的各采像裝置分別布置在不同機械跟蹤機構上，便于同步機構輕量化、減少運動震顫。不同組全景采像裝置所在的機械跟蹤機構之間相互配合也可進行除顫設計。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現有技術的容器全部在景深范圍內的結構示意圖。

圖2是現有技術的容器局部在景深范圍內的結構示意圖。

圖3是本發明一種實施例的俯視圖。

圖4是本發明另一種實施例的俯視圖。

圖5是本發明的容器全部在三個采像裝置的景深范圍內的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進一步闡述本發明。

實施例1

參見圖3所示的一種機器視覺檢測裝置，包括用于對被檢測容器1進行定位的定位裝置100和設置在被檢測容器1外側的至少一組全景采像裝置600，每一組全景采像裝置600包括至少兩個采像裝置，至少兩個采像裝置景深相互組合覆蓋該被檢測容器1內的全部液體范圍。本發明還包括對采像裝置取得的圖像數據進行分析的分析系統。為了提高檢測時的清晰度，保證圖像采像過程不像出現虛化，每組全景采像裝置600在采像時與被檢測容器1保持相互位置關系不變，本實施例中的每組全景采像裝置600中的每一采像裝置鏡頭到被檢測容器1的幾何中心之間的距離保持不變，當然也可以采取其他使得全景采像裝置在采像時與被檢測容器1保持相互位置關系不變的結構，例如全景采像裝置固定設置，始終保持靜止，定位裝置帶動被檢測容器做步進式運動或脈沖式運動，被檢測容器1在采像時停頓，待采像完成后繼續正向運動；或者，又例如：所述定位裝置帶動被檢測容器1做勻速運動，一個或多個機械跟蹤機構設置被檢測容器1外側，任一機械跟蹤機構從初始位置開始按著被檢測容器1運動方向與被檢測容器做同步運動，采像完成后返回初始位置，循環往復；全景采像裝置600設置于機械跟蹤機構上，以與被檢測容器保持同步。

本實施例中的每組全景采像裝置600包括三個采像裝置630a、630b、630c，三個采像裝置630a、630b、630c周向分布在被檢測容器1外側，三個采像裝置630a、630b、630c的鏡頭光軸L1、L2、L3垂直經過被檢測容器1的中軸線。相鄰兩采像裝置的鏡頭光軸之間夾角為α，其中0°＜α＜360°，只要保證三個采像裝置630a、630b、630c所構成的采像檢測景深范圍在拍攝過程中覆蓋被檢測容器1的全身(如圖5所示)，夾角α可以根據具體情況而作調整。

本實施例中的定位裝置100包括設置在機架上的輸送轉盤110上的機械手120，機械手120可選擇性地設置為帶自轉功能。當然定位裝置也可以包括設置在機架上的容器輸送帶。

為了提高檢測精度，使得被檢測容器1內的異物更容易暴露，本發明還設置有為被檢測容器1提供光源的光源裝置，以對容器內液體進行照明。光源裝置包括分別與三個采像裝置630a、630b、630c相對應的光源640a、640b、640c。

本實施例中的每組全景采像裝置600的各采像裝置設置在同一機械跟蹤機構上。優選地，本實施例的機械跟蹤機構包括設置在跟蹤轉盤上的托板610，三個采像裝置630a、630b、630c設置在托板610上，三個采像裝置630a、630b、630c呈周向分布結構分布在被檢測容器1外側。

為了能夠方便調節三個采像裝置630a、630b、630c的焦距，改變拍攝視角，本實施例中三個采像裝置630a、630b、630c為可調節移動地配置在托板610上的照相機，照相機可以通過水平調節方式實現焦距的改變，也可通過豎直調節方式結合棱鏡反射原理實現焦距的改變。

本實施例的工作原理如下：

本發明能夠通過至少一組全景采像裝置采像裝置實現容器全景深覆蓋檢測，對被檢測容器內液體進行全景拍攝，克服了一般工業相機對大于50ml容器的微距采像普遍存在的景深不足而導致的原發性漏檢問題，質地提高了檢測的準確性，漏檢率基本等同于單向采像裝置檢測50ml以下容器的漏檢率，即本發明檢測大于50ml容器時的漏檢率僅為0.03％左右，最大限度地防止存在異物漏檢的情況。再者，本實施例將每組全景采像裝置600的各采像裝置設置在同一機械跟蹤機構上，使得本發明結構緊湊，方便控制每組全景采像裝置600的各采像裝置同步工作。

實施例2

參見圖4所示的一種機器視覺檢測裝置，包括用于對被檢測容器1進行定位的定位裝置100和設置在被檢測容器1外側的至少一組全景采像裝置600，每一組全景采像裝置600包括至少兩個采像裝置，至少兩個采像裝置景深相互組合覆蓋該被檢測容器1內的全部液體范圍。本發明還包括對采像裝置取得的圖像數據進行分析的分析系統。為了提高檢測時的清晰度，保證圖像采像過程不像出現虛化，每組全景采像裝置600在采像時與被檢測容器1保持相互位置關系不變，本實施例中的每組全景采像裝置600中的每一采像裝置鏡頭到被檢測容器1的幾何中心之間的距離保持不變，當然也可以采取其他使得全景采像裝置在采像時與被檢測容器1保持相互位置關系不變的結構，例如全景采像裝置固定設置，始終保持靜止，定位裝置帶動被檢測容器做步進式運動或脈沖式運動，被檢測容器1在采像時停頓，待采像完成后繼續正向運動；或者，又例如：所述定位裝置帶動被檢測容器1做勻速運動，一個或多個機械跟蹤機構設置被檢測容器1外側，任一機械跟蹤機構從初始位置開始按著被檢測容器1運動方向與被檢測容器做同步運動，采像完成后返回初始位置，循環往復；全景采像裝置600設置于機械跟蹤機構上，以與被檢測容器保持同步。

本實施例中的每組全景采像裝置600包括三個采像裝置630a、630b、630c，三個采像裝置630a、630b、630c周向分布在被檢測容器1外側，三個采像裝置630a、630b、630c的鏡頭光軸L1、L2、L3垂直經過被檢測容器1的中軸線。相鄰兩采像裝置的鏡頭光軸之間夾角為α，其中0°＜α＜360°，只要保證三個采像裝置630a、630b、630c所構成的采像檢測景深范圍在拍攝過程中覆蓋被檢測容器1的全身(如圖5所示)，夾角α可以根據具體情況而作調整。

本實施例中的定位裝置100包括設置在機架上的輸送轉盤110上的機械手120，機械手120可選擇性地設置為帶自轉功能。當然定位裝置也可以包括設置在機架上的容器輸送帶。

為了提高檢測精度，使得被檢測容器1內的異物更容易暴露，本發明還設置有為被檢測容器1提供光源的光源裝置，以對容器內液體進行照明。光源裝置包括分別與三個采像裝置630a、630b、630c相對應的光源640a、640b、640c。

本實施例中的每組全景采像裝置600的各采像裝置分別設置在一個及以上機械跟蹤機構上。優選地，本實施例的機械跟蹤機構包括設置在機架上的圓弧形滑軌621和通過滑塊622滑動配置在圓弧形滑軌621上的圓弧形齒條623。圓弧形齒條623與伺服電機的輸出端，伺服電機驅動圓弧形齒條623與托板610同步運動，采像裝置630b、630c設置在圓弧形齒條623上，采像裝置630a設置在托板610上，托板610設置在跟蹤轉盤上的。跟蹤轉盤與圓弧形齒條623的同步通過同步齒輪650嚙合實現。

為了能夠方便調節三個采像裝置630a、630b、630c的焦距，改變拍攝視角，本實施例中三個采像裝置630a、630b、630c為可調節移動地配置在托板610上的照相機，照相機可以通過水平調節方式實現焦距的改變，也可通過豎直調節方式結合棱鏡反射原理實現焦距的改變。

本實施例的工作原理如下：

本發明能夠通過至少一組全景采像裝置采像裝置實現容器全景深覆蓋檢測，對被檢測容器內液體進行全景拍攝，克服了一般工業相機對大于50ml容器的微距采像普遍存在的景深不足而導致的原發性漏檢問題，質地提高了檢測的準確性，漏檢率基本等同于單向采像裝置檢測50ml以下容器的漏檢率，即本發明檢測大于50ml容器時的漏檢率僅為0.03％左右，最大限度地防止存在異物漏檢的情況。再者，本實施例將至少一組全景采像裝置的各采像裝置分別布置在不同機械跟蹤機構上，便于同步機構輕量化、減少運動震顫，不同組全景采像裝置所在的機械跟蹤機構之間相互配合也可進行除顫設計。

本發明特別適用于需要檢測的容器為硬頭軟身容器(如直立軟瓶(可立袋)、軟袋)。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。