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专利名称：铝板平面度视觉检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及物理领域，尤其涉及测量技术，特别涉及物体表面的三维数据测量，具体的是一种铝板平面度视觉检测系统。
背景技术：
在铝板的生产过程中，需要实时检测铝板的平面度。现有技术中，难以高速地检测铝板的平面度。只能采用抽检的方式作为质检的手段。

发明内容
本发明的目的在于提供一种铝板平面度视觉检测系统，所述的这种铝板平面度视觉检测系统要解决现有技术中难以高速检测铝板平面度的技术问题。从而能够对产品进行全检，提高质检的水平和成材率。本发明的这种铝板平面度视觉检测系统包括摄像机和激光光源，其中，所述的摄像机的镜头光轴与铝板传输线的运动平面呈一定夹角，所述的激光光源与摄像机设置在铝板传输线运动平面的同一侧，激光光源的投射方向与铝板传输线的运动平面呈一定夹角， 激光光源向铝板传输线上的铝板投射直线激光，摄像机拍摄铝板上的激光投射线条，根据摄像机取得的线条中的激光投射线条的弯曲程度，判断铝板的平面度。进一步的，在铝板传输线的运动平面的上方和下方各自设置一个所述的摄像机和所述的激光，根据两个摄像机取得的投射在铝板上表面和下表面的激光线条的弯曲程度， 分别判断铝板上表面和下表面的平面度。进一步的，激光光源与摄像机光轴之间的夹角大于45度。进一步的，激光光源按铝板移动的固定间距向铝板传输线上的铝板投射直线激光，摄像机同步拍摄铝板上的激光投射线条。或者，摄像机按铝板移动的固定间距从铝板上拍摄激光投射线条。进一步的，利用计算机对摄像机取得的激光投影区域的图像进行滤波处理，然后通过设定阈值该图像进行二值化处理，然后分别进行一次数字图像处理中的开运算和闭运算，去除毛刺和填补空洞，再提取激光投影线条中心位置的像素坐标，再与从标准铝板测得的中心位置的像素坐标做差，获得像素的偏移量，通过偏移量、摄像机与激光光源的角度、 摄像机与激光光源离物体的距离计算出该点的高度，从而获得铝板平面度的数据。再进一步的，在所述的计算机中，根据激光投影线条中各点的高度利用颜色表示法形成等高度图。进一步的，在所述的计算机中，在检测到激光投影线条中任意一点的高度误差超过要求的公差时，给出铝板平面度不合格的提示信号。本发明的工作原理是在一个平面上从一定的角度投射一条直线，在摄像机内能够看到是一条直线。当平面的高度发生变化时，由于投射角度的关系，在摄像机中观测到得直线会变成曲线，通过计算曲线各个点的弯曲程度可以得到高度的变化量。当整个检测平面在这个视觉系统下扫过一遍，就可以得到整个平面的高度起伏的变化。与标准平面相对比可以得到高度变化的区域，以不同颜色来表明整个平面的高度变化。本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明利用激光在铝板平面上从倾斜角度投射直线，利用摄像机拍摄该直线。检测拍摄到的图像中的线条各个点的弯曲程度可以得到高度的变化量，当整个铝板扫过一遍，就可以得到整个平面的高度起伏的变化。与标准铝板平面相对比可以得到高度变化的区域。


图1是本发明的铝板平面度视觉检测系统的原理示意图。
具体实施例方式实施例1 本发明的铝板平面度视觉检测系统包括摄像机1和激光光源2，其中，所述的摄像机1的镜头光轴与铝板传输线的运动平面垂直，所述的激光光源2与摄像机1设置在铝板传输线运动平面的同一侧，激光光源2与摄像机1到铝板传输线运动平面的距离相等，激光光源2的投射方向与铝板传输线的运动平面呈夹角，激光光源2向铝板传输线上的铝板3 投射直线激光，摄像机1拍摄铝板3上的激光投射线条，根据摄像机1取得的线条中的激光投射线条的弯曲程度，判断铝板3的平面度。进一步的，在铝板传输线的运动平面的上方和下方各自设置一个所述的摄像机1 和所述的激光，根据两个摄像机1取得的投射在铝板3上表面和下表面的激光线条的弯曲程度，分别判断铝板3上表面和下表面的平面度。进一步的，激光光源与摄像机光轴之间的夹角大于45度。进一步的，激光光源2按铝板3移动的固定间距向铝板传输线上的铝板3投射直线激光，摄像机1同步拍摄铝板3上的激光投射线条。或者，摄像机1按铝板3移动的固定间距从铝板3上拍摄激光投射线条。进一步的，利用计算机对摄像机1取得的激光投影区域的图像进行滤波处理，然后通过设定阈值该图像进行二值化处理，然后分别进行一次数字图像处理中的开运算和闭运算，去除毛刺和填补空洞，再提取激光投影线条中心位置的像素坐标，再与从标准铝板3 测得的中心位置的像素坐标做差，获得像素的偏移量，通过偏移量、摄像机1与激光光源2 的角度、摄像机1与激光光源2离物体的距离计算出该点的高度，从而获得铝板3平面度的数据。再进一步的，在所述的计算机中，根据激光投影线条中各点的高度利用颜色表示法形成等高度图。进一步的，在所述的计算机中，在检测到激光投影线条中任意一点的高度误差超过要求的公差时，给出铝板3平面度不合格的提示信号。在本实施例中，检测速度由检测的精度决定，以60FPS的摄像机为例，每隔5mm拍摄一次，扫一遍200mm长的板材，需要的时间为200/5/60 = 0. 667s。同样的规格，每隔3mm 拍摄一次，检测一块板需要的时间为1. lis。另外需要加上0.5s左右的图像处理的时间。 因为检测的范围较大，需要看清整条线，就必须使摄像机离开板材的距离较远，粗略估计30-40cm左右。照射激光源与摄像机同一高度。为了达到较高的分辨率，激光光源需要与竖直方向成45度以上的斜角投射。激光的功率相对环境光较强，可以在敞开的环境中使用， 而无需暗房。利用一个传感器触发开始采样，利用一个传感器触发结束采样。结束采样后分析采样数据，给出检测结果。
权利要求
1.一种铝板平面度视觉检测系统，包括摄像机和激光光源，其特征在于所述的摄像机的镜头光轴与铝板传输线的运动平面呈夹角，所述的激光光源与摄像机设置在铝板传输线运动平面的同一侧，，激光光源的投射方向与铝板传输线的运动平面呈夹角，激光光源向铝板传输线上的铝板投射直线激光，摄像机拍摄铝板上的激光投射线条，根据摄像机取得的线条中的激光投射线条的弯曲程度，判断铝板的平面度。
2.如权利要求1所述的铝板平面度视觉检测系统，其特征在于在铝板传输线的运动平面的上方和下方各自设置一个所述的摄像机和所述的激光，根据两个摄像机取得的投射在铝板上表面和下表面的激光线条的弯曲程度，分别判断铝板上表面和下表面的平面度。
3.如权利要求1所述的铝板平面度视觉检测系统，其特征在于激光光源按铝板移动的固定间距向铝板传输线上的铝板投射直线激光，摄像机同步拍摄铝板上的激光投射线
4.如权利要求1所述的铝板平面度视觉检测系统，其特征在于摄像机按铝板移动的固定间距从铝板上拍摄激光投射线条。
5.如权利要求1所述的铝板平面度视觉检测系统，其特征在于利用计算机对摄像机取得的激光投影区域的图像进行滤波处理，然后通过设定阈值该图像进行二值化处理，然后分别进行一次数字图像处理中的开运算和闭运算，去除毛刺和填补空洞，再提取激光投影线条中心位置的像素坐标，再与从标准铝板测得的中心位置的像素坐标做差，获得像素的偏移量，通过偏移量、摄像机与激光光源的角度、摄像机与激光光源离物体的距离计算出该点的高度，从而获得铝板平面度的数据。
6.如权利要求6所述的铝板平面度视觉检测系统，其特征在于在所述的计算机中，根据激光投影线条中各点的高度利用颜色表示法形成等高度图。
7.如权利要求6所述的铝板平面度视觉检测系统，其特征在于在所述的计算机中，在检测到激光投影线条中任意一点的高度误差超过要求的公差时，给出铝板平面度不合格的提示信号。
全文摘要
一种铝板平面度视觉检测系统，包括摄像机和激光光源，摄像机的镜头光轴与铝板传输线的运动平面呈夹角，激光光源与摄像机设置在铝板传输线运动平面的同侧，激光光源的投射方向与铝板传输线的运动平面呈夹角，激光光源向铝板传输线上的铝板投射直线激光，摄像机拍摄铝板上的激光投射线条，根据摄像机中激光投射线条的弯曲程度，判断铝板平面的高度变化。激光在铝板平面上从倾斜角度投射直线，检测拍摄到的图像中的线条各个点的弯曲程度可得到该处高度的变化量，当整个铝板扫过一遍，就可得到整个平面的高度起伏的变化。与标准铝板平面相对比可以得到高度变化的区域，以测定铝板平面度是否达到工艺生产的要求。根据检查结果给出合格、不合格的信号。
文档编号G01B11/30GK102278958SQ201110173670
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日
发明者沈安祺 申请人:上海瑞伯德智能系统科技有限公司