[发明专利]一种自适应光源装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械工程照明技术领域，特别涉及一种自适应光源装置及其控制方法。

背景技术

由于具有快速高效、准确可靠和非接触等突出优点，机器视觉检测已经成为工业自动化检测的主要方法之一。尤其是对于单件薄利、大批量生产的产品，通过机器视觉检测，实现非抽样全面实时在线检测，对保证产品质量、降低工人劳动强度，以及提高生产效率和企业经济效益具有重要作用。

在机器视觉检测系统中，光源和照明是目前机器视觉应用系统成败的关键。好的照明系统应尽可能获取高质量的图像，尽可能突出检测目标的特征，以降低图像处理的难度，提高图像的处理速度。

磁瓦是永磁电机中产生磁场的关键部件，其质量的好坏对永磁电机的性能有很大的影响。目前，我国是磁瓦最大的生产国家。磁瓦是典型的单件薄利、大批量生产的产品。由于磁瓦种类规格繁多，形状差异很大，检测面众多，生产节拍很快，加之磁瓦本身缺陷种类很多，导致对磁瓦的在线自动检测方法迄今为止都没有取得实质性的进展，一直以来磁瓦生产厂家都还是以人工目视检测为主。一般情况下，机器视觉系统都是专门针对具体型号产品设计的，在光源配置、算法设计、机构设计等方面都存在特定性，并不适合一套机器视觉系统检测多种产品。限制磁瓦检测难于取得进展的一个重要原因就是光源照明系统难以适应磁瓦形状和尺寸的多样性。

在目前的文献论述中，都没有提出一个很好的解决方案，也没有检索到对磁瓦自适应光源研究的有关论述。在磁瓦检测的有关解决方案中，一般都是采用现成光源照明，不具有普遍适应性。

发明内容

本发明的发明目的在于，针对上述存在的问题，提供一种能够为磁瓦端面提供一个合适的照明光源，使其在CCD相机内一次成像就可以获取磁瓦端面倒角面与弧形平面的可靠图像，以提高实时在线检查速度，降低成本的自适应光源装置及其控制方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种自适应光源装置，其特征在于：包括顶部开设有孔的半球型外壳、与半球型外壳底部连接的底板以及设置在底板上、分布在半球型外壳底部内侧的弧形光源组，在所述半球型外壳顶部开设的孔口处设置有导向套，在所述导向套上、半球型外壳内设置有可相对导向套上下移动的遮光板，所述遮光板与步进电机的动力输出端连接，在所述半球型外壳内表面均匀的喷涂有高反光率漫反射放光材料，所述步进电机的控制部件与控制系统电连接。

本发明所述的自适应光源装置，其所述步进电机通过安装板设置在半球型外壳上方，所述步进电机动力输出端连接有丝杆，所述丝杆穿过半球型外壳与遮光板上设置的螺母螺纹连接。

本发明所述的自适应光源装置，其在所述底板上、弧形光源组内侧设置有用于防止光源发出的光线直接进入镜头的遮光环。

本发明所述的自适应光源装置，其所述弧形光源组由若干相互独立、均匀分布在所述半球型外壳底部内侧的LED光源组成。

本发明所述的自适应光源装置，其所述LED光源与电源输出端连接，电源与控制系统电连接，所述LED光源的电子开关分别与控制系统电连接。

本发明所述的自适应光源装置，其在所述底板上设置有可在光源安装导轨上滑移的滑动安装孔。

本发明所述的自适应光源装置，其所述半球型外壳沿轴线设置有一使之能够贴近传输带表面安装的缺口。

一种自适应光源装置的控制方法，其特征在于：

a）、摄像机在控制系统的控制下对传输带上的同一批工件中的样件进行拍照，得到样件的图像；

b）、摄像机将拍得的图像传送给控制系统，控制系统经过图像处理判断样件不规则平面及其倒角面的光照强度，进而计算出遮光板的正确位置；

c）、控制系统根据遮光板的正确位置的信号，给步进电机发出控制信号，通过步进电机对遮光板的位置进行调整，从而控制样件不规则平面及其倒角面入射光的强度，使样件不规则平面及其倒角面反射到摄像机镜头内的光线强度基本一致；

d）、对另一块样件拍照进行微调，从而得到遮光板的准确位置，将此位置保存在控制系统的数据库中，供以后直接调用。

本发明所述的自适应光源装置的控制方法，其在所述步骤b）中，控制系统还可以对样件图像磁瓦端面区域亮度进行分析计算，根据计算结果控制光源的驱动电流来改变光源的亮度，自适应满足不同照度要求的场合。

本发明所述的自适应光源装置的控制方法，其在所述步骤b）中，控制系统可控制相应LED光源的电子开关的通断，从而实现对每一个LED光源亮灭的控制。