一种同时控制图像采集装置和打光装置的系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种同时控制图像采集装置和打光装置的系统及方法，对图像采集装置和打光装置的一体化控制，第一路电平信号和第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，打光装置执行一种打光模式，图像采集装置采一次或多次图像。图像采集与打光控制之间的相互协调响应速度更快，完全同步控制，实现了打光装置高频控制时的更高精度的打光控制和图像采集，可显著提升机图像采集质量，而且，由于耦合放大模块放大第二路电平信号、将放大后的第二路电平信号和驱动模块的驱动信号耦合后，对打光装置进行驱动和控制，不但在高频开合控制下，打光装置的驱动控制结构更加稳定、可靠，而且进一步提升了精度。

【技术实现步骤摘要】
一种同时控制图像采集装置和打光装置的系统及方法
本专利技术涉及表面检测
，具体而言，涉及一种同时控制图像采集装置和打光装置的系统及方法。
技术介绍
随着技术的发展，机器视觉检测在工件表面质量检测领域得到越来越多的应用。在机器视觉检测系统中，图像采集装置和光源是两种重要的组成部分，图像采集装置用于采集工件表面图像，光源用于提供照明使图像采集设备获得清晰的高质量图像。图像采集装置和光源各自自身的缺陷，以及二者的配合协调上的技术手段的缺陷，均能影响机器视觉检测系统的性能，例如准确度、效率等。现有技术中，图像采集装置和光源各自独立设置和独立控制，外界光线、设施等容易对视觉检测系统形成干扰，影响了图像采集质量。对于采用LED光源时的高频控制，例如1KHZ-20KHZ下的高频开合控制时，图像采集与打光控制之间的相互协调响应速度慢、同步性差，影响了图像采集质量。此外，现有技术还存在其它缺陷，例如有的光源作用于被检测物体表面的亮度低，难以提取高质量图像，例如有的光源只能满足图像采集设备进行单一角度或小范围区域的检测，难以实现多角度的立体检测。随着技术的进一步发展，虽然出现了一些聚光光源，例如将多个灯珠固定在半球形的壳体上，但改进后的技术仍然存在缺陷，例如，聚光效果差；仅能通过聚光提升某一区域的亮度，还是难以实现多角度的立体检测；一个或多个特定点或特定面积区域亮度很高、其它区域亮度不足导致亮度变化较大，难以用于较大面积的产品的高质量视觉检测；柔性差，部分灯珠损坏会导致整个光源性能显著降低，灯珠一旦安装后续难以拆装调整；半球形的壳体上的灯珠容易发热，因结构、形状的制约，难以设置简单、可靠的散热结构。以及，现有技术中还存在聚光形光源能够检测的性能种类较少，工件的许多种类的表面质量使用聚光形光源时难以检测。因此，目前急需一种能够实现多角度立体检测，且打光效果好、更易于维护调整、且适用于更多种类性能检测的光源。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种同时控制图像采集装置和打光装置的系统及方法，其能够解决前述技术问题中的至少一个，具体技术方案如下所示：一种同时控制图像采集装置和打光装置的系统，应用于对运动物体进行表面图像采集，包括：受控模块，所述受控模块包括图像采集装置和打光装置，所述打光装置包括多个条形发光组件，所述条形发光组件包括多个LED灯珠；上位机和处理模块，所述上位机用于将上位控制指令发送给所述处理模块，以及接收所述处理模块反馈的图像采集信息，所述处理模块的输出端具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端输出针对所述图像采集装置的第一路电平信号，所述第二输出端输出针对所述打光装置的第二路电平信号，所述第一路电平信号和所述第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，所述打光装置执行一种打光模式，所述图像采集装置采一次或多次图像；耦合放大模块和驱动模块，所述耦合放大模块用于放大第二路电平信号，以及将放大后的所述第二路电平信号和所述驱动模块的驱动信号耦合后，对所述打光装置进行驱动和控制。在一个具体的实施例中，还包括隔离电源模块，所述隔离电源模块包括输入单元、储能单元和多个隔离子电源，所述输入单元用于连接外部电源，所述储能单元的输入端连接所述输入单元，所述储能单元的输出端连接多个所述隔离子电源，各所述隔离子电源与所述图像采集装置、所述打光装置、所述处理模块、所述耦合放大模块和所述驱动模块分别对应连接以提供适合的电源。在一个具体的实施例中，所述驱动模块包括滤波模块、吸收模块、泄放模块和输出端子，所述滤波模块用于将驱动信号按照预设的驱动要求进行整形、并经所述输出端子传入到耦合放大模块，所述吸收模块、所述泄放模块设置在所述滤波模块和所述输出端子之间，且所述吸收模块、所述泄放模块和所述输出端子形成轮流工作的回路，所述驱动模块导通的时所述吸收模块工作，所述驱动模块开路时所述泄放模块工作。在一个具体的实施例中，所述耦合放大模块包括信号放大单元、开关单元和检测单元，所述放大单元用于放大第二路电平信号，所述开关单元用于在放大后的第二路电平信号的控制下对所述驱动模块的信号进行耦合，形成直接作用于所述打光装置的高频驱动电压；所述检测单元设置在所述打光装置和所述滤波模块之间，并用于检测所述打光装置的工作电压后反馈给所述处理模块。在一个具体的实施例中，所述弱电型的电平信号包括不大于5V的电平信号，优选包括5V和/或3.3V的电平信号；和/或，所述驱动模块输出的信号包括不小于12V的电平信号，优选包括12V、24V、60V中的一种或多种电平信号。在一个具体的实施例中，包括控制箱，所述控制箱内叠放有多个分散的电路板，用于分布设置所述处理模块、所述耦合放大模块、所述驱动模块和所述隔离电源模块。在一个具体的实施例中，还包括机架，所述图像采集装置和所述打光装置设置在所述机架上；所述打光装置包括多个条形发光组件，每个所述条形发光组件上设置有多个所述LED灯珠，条形发光组件发射漫射光和直射光，多个条形发光组件的长度方向朝向被检测物体的运动方向，且多个条形发光组件分组排列以形成中部发光段和至少一个侧部发光段，所述侧部发光段位于所述中部发光段的旁侧；在所述中部发光段中，多个条形发光组件围绕被检测物体的运动方向间隔设置、且使所述中部发光段呈弧形，多个条形发光组件的直射光的汇聚处为多个以形成多个聚光区域，多个聚光区域与漫射光重叠共同形成中部立体聚光场；在所述侧部发光段中，多个条形发光组件围绕被检测物体的运动方向间隔设置、使所述侧部发光段成弧形，多个条形发光组件的直射光的汇聚处为多个以形成多个聚光区域，多个聚光区域与漫射光重叠共同形成侧部立体聚光场，且多个条形发光组件远离所述中部发光段的一端向下倾斜，使所述侧部立体聚光场的至少一部分与所述中部立体聚光场重叠；优选地，在所述中部发光段中，从第一个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第一个聚光区域，从第二个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第二个聚光区域，以此类推形成多个聚光区域，这些聚光区域分布在不同的位置，并与漫射光重叠共同形成中部立体聚光场；和/或，在所述侧部发光段中，从第一个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第一个聚光区域，从第二个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第二个聚光区域，以此类推形成多个聚光区域，这些聚光区域分布在不同的位置，并与漫射光重叠共同形成侧部立体聚光场；优选地，所述侧部发光段的数量为两个，分别是左侧部发光段和右侧部发光段，所述左侧部发光段和所述右侧部发光段分布在所述中部发光段的两侧；优选地，所述图像采集装置设置在所述打光装置的上方，所述中部发光段的顶部中央的两个条形发光组件之间具有条形间隙，所述中部发光段的其它条形发光组件分布在所述条形间隙的两侧；所述图像采集装置包括线性图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同时控制图像采集装置和打光装置的系统，应用于对运动物体进行表面图像采集，其特征在于，包括：/n受控模块，所述受控模块包括图像采集装置和打光装置，所述打光装置包括多个条形发光组件，所述条形发光组件包括多个LED灯珠；/n上位机和处理模块，所述上位机用于将上位控制指令发送给所述处理模块，以及接收所述处理模块反馈的图像采集信息，所述处理模块的输出端具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端输出针对所述图像采集装置的第一路电平信号，所述第二输出端输出针对所述打光装置的第二路电平信号，所述第一路电平信号和所述第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，所述打光装置执行一种打光模式，所述图像采集装置采一次或多次图像；/n耦合放大模块和驱动模块，所述耦合放大模块用于放大第二路电平信号，以及将放大后的所述第二路电平信号和所述驱动模块的驱动信号耦合后，对所述打光装置进行驱动和控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种同时控制图像采集装置和打光装置的系统，应用于对运动物体进行表面图像采集，其特征在于，包括：
受控模块，所述受控模块包括图像采集装置和打光装置，所述打光装置包括多个条形发光组件，所述条形发光组件包括多个LED灯珠；
上位机和处理模块，所述上位机用于将上位控制指令发送给所述处理模块，以及接收所述处理模块反馈的图像采集信息，所述处理模块的输出端具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端输出针对所述图像采集装置的第一路电平信号，所述第二输出端输出针对所述打光装置的第二路电平信号，所述第一路电平信号和所述第二路电平信号具有相同的时序和相位，在一个控制周期内，所述打光装置执行一种打光模式，所述图像采集装置采一次或多次图像；
耦合放大模块和驱动模块，所述耦合放大模块用于放大第二路电平信号，以及将放大后的所述第二路电平信号和所述驱动模块的驱动信号耦合后，对所述打光装置进行驱动和控制。


2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括隔离电源模块，所述隔离电源模块包括输入单元、储能单元和多个隔离子电源，所述输入单元用于连接外部电源，所述储能单元的输入端连接所述输入单元，所述储能单元的输出端连接多个所述隔离子电源，各所述隔离子电源与所述图像采集装置、所述打光装置、所述处理模块、所述耦合放大模块和所述驱动模块分别对应连接以提供适合的电源。


3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述驱动模块包括滤波模块、吸收模块、泄放模块和输出端子，所述滤波模块用于将驱动信号按照预设的驱动要求进行整形、并经所述输出端子传入到耦合放大模块，所述吸收模块、所述泄放模块设置在所述滤波模块和所述输出端子之间，且所述吸收模块、所述泄放模块和所述输出端子形成轮流工作的回路，所述驱动模块导通的时所述吸收模块工作，所述驱动模块开路时所述泄放模块工作。


4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述耦合放大模块包括信号放大单元、开关单元和检测单元，所述放大单元用于放大第二路电平信号，所述开关单元用于在放大后的第二路电平信号的控制下对所述驱动模块的信号进行耦合，形成直接作用于所述打光装置的高频驱动电压；
所述检测单元设置在所述打光装置和所述滤波模块之间，并用于检测所述打光装置的工作电压后反馈给所述处理模块。


5.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述弱电型的电平信号包括不大于5V的电平信号，优选包括5V和/或3.3V的电平信号；
和/或，所述驱动模块输出的信号包括不小于12V的电平信号，优选包括12V、24V、60V中的一种或多种电平信号。


6.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，包括控制箱，所述控制箱内叠放有多个分散的电路板，用于分布设置所述处理模块、所述耦合放大模块、所述驱动模块和所述隔离电源模块。


7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括机架，所述图像采集装置和所述打光装置设置在所述机架上；所述打光装置包括多个条形发光组件，每个所述条形发光组件上设置有多个所述LED灯珠，条形发光组件发射漫射光和直射光，多个条形发光组件的长度方向朝向被检测物体的运动方向，且多个条形发光组件分组排列以形成中部发光段和至少一个侧部发光段，所述侧部发光段位于所述中部发光段的旁侧；
在所述中部发光段中，多个条形发光组件围绕被检测物体的运动方向间隔设置、且使所述中部发光段呈弧形，多个条形发光组件的直射光的汇聚处为多个以形成多个聚光区域，多个聚光区域与漫射光重叠共同形成中部立体聚光场；
在所述侧部发光段中，多个条形发光组件围绕被检测物体的运动方向间隔设置、使所述侧部发光段成弧形，多个条形发光组件的直射光的汇聚处为多个以形成多个聚光区域，多个聚光区域与漫射光重叠共同形成侧部立体聚光场，且多个条形发光组件远离所述中部发光段的一端向下倾斜，使所述侧部立体聚光场的至少一部分与所述中部立体聚光场重叠；
优选地，在所述中部发光段中，从第一个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第一个聚光区域，从第二个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第二个聚光区域，以此类推形成多个聚光区域，这些聚光区域分布在不同的位置，并与漫射光重叠共同形成中部立体聚光场；和/或，在所述侧部发光段中，从第一个条形发光组件发射的直射光与从另外的一个以上条形发光组件发射的直射光汇聚形成第一个聚光区域，从第二个条形发光组件发射的直射光与从...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖勉力，
申请(专利权)人：深圳市卢瑟福科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44