一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置及方法，該裝置包括圖像采集組件、照明組件、圖像處理和控制組件、鏡片傳送組件、鏡片分揀組件和底座和支架；所述圖像采集組件和照明組件組成圖像采集器件，所述圖像采集器件為兩個(gè)，固定于底座和支架上，所述圖像采集器件的位置位于鏡片傳送組件上部；所述圖像處理和控制組件與所述圖像采集組件、鏡片傳送組件和鏡片分揀組件通過信號線連接；所述鏡片分揀組件位于所述鏡片傳送組件的末端；該方法通過兩級圖像采集單元檢測不同類別疵病并判斷鏡片等級。該發(fā)明通過兩級方式減少了圖像處理數(shù)據(jù)量，提高了檢測速度。
【專利說明】一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置及方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置和方法，特別是指用于根據(jù)鏡片的疵病將鏡片在線分級分揀的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鏡片的疵病檢測是保證鏡片質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)多數(shù)鏡片工廠均采用人工檢測方式，將鏡片置于日光燈下，人眼利用光線的透射或者反射來觀察疵病，并判斷疵病的種類和大小，然后根據(jù)疵病的種類、位置、數(shù)量和大小將鏡片分類。它不僅勞動強(qiáng)度大，效率低，而且無法準(zhǔn)確判斷疵病的尺寸，檢測結(jié)果因檢測人員熟練程度的影響會有較大的差異。采用基于機(jī)器視覺的自動化檢測是解決這些問題的首選方案，該方法具有速度快、精度高、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]鏡片尺寸比較大，疵病的尺寸比較小，為滿足鏡片質(zhì)量的檢測要求，需要對疵病的尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確測量，因此對檢測系統(tǒng)的精度要求比較高。專利200410017628.9提出了一種針對大口徑產(chǎn)品的高精度子孔徑拼接檢測方法，專利201210180997.4提出了一種基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的表面缺陷的檢測方法，這兩種方法雖然都有較高的檢測精度，但是圖像采集的速度比較慢，采集的數(shù)據(jù)量比較大，影響圖像處理的速度，而且對機(jī)械結(jié)構(gòu)的定位精度要求比較高,系統(tǒng)的整體成本比較高,無法滿足在線生成低成本、高速度的要求。
[0004]專利201310086231.4提出了一種采用分揀機(jī)械手對鏡片進(jìn)行分揀的方法，但是由于部分鏡片比較薄，放置在傳送帶上的鏡片不易被夾持，容易造成鏡片的劃傷，并且影響系統(tǒng)分揀性能。
[0005]由于鏡片疵病尺寸比較小，采用背光照明時(shí)疵病圖像和背景的對比度比較低，不易識別疵?。煌瑫r(shí)由于鏡片表面有一定的弧度，如果采用前光照的方式，鏡片表面光照不均勻，影響圖像采集的效果。`
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對以上技術(shù)中存在的缺陷與不足，提出了一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)了鏡片的自動檢測及分級分揀，可以替代人工檢測，具有較高的檢測精度和檢測速度，從而提高鏡片質(zhì)量檢測效率。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀方法，該方法能有效提高檢查的速度和質(zhì)量。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置，用于鏡片質(zhì)量的在線檢測并根據(jù)檢測結(jié)果將鏡片分級分揀，該裝置包括:圖像采集組件，用以采集鏡片指定區(qū)域的圖像；照明組件，用以增強(qiáng)采集的圖像的對比度，使疵病易于識別；圖像處理和控制組件，用以對采集的圖像進(jìn)行處理并根據(jù)鏡片的疵病對鏡片分級，同時(shí)用于控制系統(tǒng)各部組件的運(yùn)行；鏡片傳送組件，用于承載鏡片并將鏡片傳送到待檢測位置和待分揀位置；鏡片分揀組件，用于將不同等級鏡片分揀至不同的位置；該裝置還包括具有連接和支撐作用的底座及支架，具有遮光美觀作用的外殼。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述圖像采集組件包括第一級圖像采集單元和第二級圖像采集單元，其中:所述第一級圖像采集單元用于采集整個(gè)鏡片的圖像，主要包括第一相機(jī)、第一圖像采集卡、第一自動探測裝置，所述第一自動探測裝置置于所述第一相機(jī)的下方并靠近傳送帶，用以探測鏡片的位置；所述第二級圖像采集單元用于獲取特定感興趣區(qū)域的圖像，主要包括第二相機(jī)、第二圖像采集卡、第二自動探測裝置、一維導(dǎo)軌、運(yùn)動控制器、電機(jī)，所述第二相機(jī)置于一維導(dǎo)軌上，所述一維導(dǎo)軌垂直鏡片傳送方向，所述第二自動探測裝置置于所述第二相機(jī)的下方并靠近傳送帶；所述第一相機(jī)的采集精度低于第二相機(jī)的采集精度；所述第一級圖像采集單元位于第二級圖像采集單元的上游；所述第一級圖像采集單元和第二級圖像采集單元之間設(shè)有遮光板。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述照明組件的一種方案是，包括兩個(gè)相同的照明單元，分別對應(yīng)置于兩級圖像采集單元；所述照明單元包括第一光源和升降系統(tǒng)；所述第一光源為零角度的環(huán)形光源，中心和圖像采集組件的中心重合；所述升降系統(tǒng)連接第一光源以控制其上下移動，移動到最高處時(shí)，第一光源的底部高于鏡片夾持裝置夾持鏡片后的高度，移動到最低位置時(shí)，第一光源中心的高度等于鏡片放置在鏡片夾持裝置后的中心位置的高度。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述照明組件的另一種方案是，包括兩個(gè)相同的照明單元，分別對應(yīng)置于兩級圖像采集單元，所述照明單元包括第二光源、旋轉(zhuǎn)軸和往復(fù)傳動裝置；所述第二光源為零角度的環(huán)形光源，中心和圖像采集組件的視場中心重合，其兩側(cè)對稱位置的中心位置通過所述旋轉(zhuǎn)軸連接于支架，兩個(gè)連接點(diǎn)的連線過第二光源的中心位置；所述旋轉(zhuǎn)軸的高度與鏡片夾持裝置頂端高度一致；所述往復(fù)傳動裝置連接于第二光源的邊緣，連接點(diǎn)到所述旋轉(zhuǎn)軸的距離相等。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述圖像處理和控制組件主要包括工控機(jī)、顯示器和連與各組件的數(shù)據(jù)線和信號線；所述工控機(jī)用于對采集的圖像進(jìn)行處理、對鏡片分級和控制各組件運(yùn)轉(zhuǎn)，顯示器用于同步顯示鏡片參數(shù)和疵病大小種類等各類信息；所述圖像處理和控制組件還包括存儲、外部輸入輸出設(shè)備，用于鏡片參數(shù)的修改、軟件的改進(jìn)、疵病統(tǒng)計(jì)信息的存儲和輸出。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述鏡片傳送組件主要包括電機(jī)和傳送帶，用于承載鏡片并將鏡片傳送至待檢位置和待分揀位置；所述傳送帶等間距鏤空，鏤空位置安置有鏡片夾持裝置。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述鏡片分揀組件主要包括分揀機(jī)械手、運(yùn)動控制卡、第三自動探測裝置和料匣；所述第三自動探測裝置靠近傳送帶；所述分揀機(jī)械手根據(jù)所述工控機(jī)發(fā)送的鏡片分級信號，由所述運(yùn)動控制卡控制夾持鏡片，將鏡片分送至所述料匣的不同指定區(qū)域。
[0015]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀方法，用于鏡片質(zhì)量的在線檢測并根據(jù)檢測結(jié)果將鏡片分級分揀，該方法包括以下步驟:
(101)整個(gè)鏡片圖像的采集:通過第一圖像采集單元采集整個(gè)鏡片的圖像A;
(102)鏡片疵病分析:對圖像A進(jìn)行中值濾波和二值化處理后分割出疵病的圖像,根據(jù)疵病的面積、位置、圓度、長寬比和填充度等特征識別疵病的種類，測量第一類疵病的種類、位置、數(shù)量和大小等信息和第二類疵病的種類、位置和數(shù)量，并對鏡片的等級進(jìn)行初步判斷，如果鏡片不包含第二類疵病(劃痕和羽毛)，直接根據(jù)處理結(jié)果將鏡片分級；如果鏡片僅包含一條第二類疵病并且不為廢品，計(jì)算其最小外接圓的半徑R i和圓心的坐標(biāo)O1并執(zhí)行下一步；；
(103)感興趣區(qū)域圖像的采集:根據(jù)第二類疵病的位置控制第二級圖像采集單元的一維導(dǎo)軌的運(yùn)行以移動第二相機(jī)，通過傳送帶和第二相機(jī)共同的相互垂直運(yùn)動實(shí)現(xiàn)對包含第二類疵病的感興趣區(qū)域的定位，在感興趣區(qū)域移動到第二相機(jī)下方的時(shí)候采集圖像B ；
(104)鏡片分級:提取圖像B中包含第二類疵病的感興趣區(qū)域的圖像C，對圖像C進(jìn)行中值濾波和二值化處理后分割出第二類疵病的圖像，并測量其大小，綜合對圖像A的處理結(jié)果，根據(jù)所有疵病的種類、位置、數(shù)量和大小等信息將鏡片分級；
(105)鏡片分揀:根據(jù)鏡片的分級結(jié)果，主控組件控制分揀組件，通過分揀機(jī)械手夾持鏡片，將不同等級的鏡片分送至料匣的不同指定區(qū)域。
[0016]上述技術(shù)方案中，對包含第二類疵病的感興趣區(qū)域的圖像C的提取過程為:根據(jù)步驟(102 )中第二類疵病的最小外接圓半徑R ?和圓心坐標(biāo)O1，計(jì)算圖像B中該疵病的最小外接圓的半徑R 2和圓心坐標(biāo)02，以O(shè)2為圓心，R 3為半徑從圖像B中提取包含第二類疵病的圖像C，R 3和R 2的關(guān)系滿足:R 2 SR 3≤1.2 R 2。
[0017]本發(fā)明的有益 效果是:
1.為了滿足鏡片在線檢測的高精度和高速度要求，本發(fā)明提出了一種兩級圖像采集的方法。該方法根據(jù)鏡片的質(zhì)量檢測要求，將鏡片的疵病分為兩類(第一類為尺寸較大，以較低的檢測精度即可得到較準(zhǔn)確尺寸的氣泡和雜質(zhì)等；第二類為尺寸較小，需要較高的檢測精度才能得到較準(zhǔn)確的尺寸的劃痕和羽毛等)，并設(shè)置了兩級圖像采集單元以準(zhǔn)確快速測量兩類疵病。第一級圖像采集單元用以準(zhǔn)確測量第一類疵病并對第二類疵病進(jìn)行定位，第二級圖像采集單元僅采集包含第二類疵病的感興趣區(qū)域的圖像以實(shí)現(xiàn)第二類疵病的高精度準(zhǔn)確測量，該方法能以較低的成本得到較高的圖像采集精度和采集速度，同時(shí)減少了圖像獲取的數(shù)據(jù)量，提高了圖像處理速度。
[0018]2.在圖像處理的過程中，進(jìn)一步提取包含第二類疵病的感興趣區(qū)域，從而減少圖像處理的數(shù)據(jù)量，提高了圖像處理速度。
[0019]3.為解決背光照明和前光照明的不足，系統(tǒng)采用全內(nèi)反射照明方法，有效的增加了疵病圖像的對比度，提高了疵病識別率；同時(shí)為避免光源對鏡片的運(yùn)動產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)了兩種光源放置方式和運(yùn)行方法。
[0020]4.在傳送帶的鏤空部位安裝了凸起的鏡片夾持裝置，避免了傳送帶對光源移動的影響；鏡片夾持裝置的頂部各支撐體之間留有空隙，有助于夾持機(jī)械手夾持鏡片，并且可以避免劃傷鏡片，提高了分揀效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例分級分揀裝置的示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例第二級圖像采集單元示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例照明方式一和第一級圖像采集單元示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例照明方式二示意圖一； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例照明方式二示意圖二；
圖6為本發(fā)明實(shí)施例照明方式二工作過程示意圖一；
圖7為本發(fā)明實(shí)施例照明方式二工作過程示意圖二；
圖8為本發(fā)明實(shí)施例照明方式二工作過程示意圖二；
圖9為本發(fā)明實(shí)施例鏡片夾持裝置俯視圖；
圖10為本發(fā)明實(shí)施例鏡片夾持裝置俯視圖；
圖11為本發(fā)明實(shí)施例的具體實(shí)施過程示意圖；
圖中:1傳送帶，2第一相機(jī),3鏡片夾持裝置，5 —維導(dǎo)軌,6第二相機(jī),8分揀機(jī)械手，10料匣，11底座及支架，12第一光源，13升降系統(tǒng)，14第二光源，15旋轉(zhuǎn)軸，16往復(fù)傳動裝置，301第一支撐體，302第二支撐體，303第三支撐體，304第四支撐體。
[0022]
具體實(shí)施過程
為進(jìn)一步說明本發(fā)明為達(dá)到預(yù)定發(fā)明目標(biāo)所采取的技術(shù)手段及功效，以下將結(jié)合相關(guān)附圖及具體實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的分級分揀裝置及方法其具體實(shí)施方法、結(jié)構(gòu)、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如下。
[0023]本發(fā)明的技術(shù)方案中，將鏡片的疵病分為兩類，第一類疵病在較低的檢測精度下即可得到較高的測量精度，如點(diǎn)雜質(zhì)和氣泡，最小尺寸為0.1mm ;第二類在較高的檢測精度下才可得到較高的測量精度，如劃痕和羽毛，直徑最小為0.03mm，長度不大于10mm。
[0024]本發(fā)明的分級分揀裝置，可應(yīng)用在各種鏡片的質(zhì)量在線檢測和分級分揀中。此裝置可易于嵌入在現(xiàn)存設(shè)備中，或者廣泛地運(yùn)用在相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)。
[0025]如圖1所示，一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置，該裝置包括:圖像采集組件，用以采集鏡片指定區(qū)域的圖像；照明組件，用以增強(qiáng)采集的圖像的對比度，使疵病易于識別；圖像處理和控制組件，用以對采集的圖像進(jìn)行處理并根據(jù)鏡片的疵病對鏡片分級，同時(shí)用于控制系統(tǒng)各部組件的運(yùn)行；鏡片傳送組件，用于承載鏡片并將鏡片傳送到待檢測位置和待分揀位置；鏡片分揀組件，用于將不同等級鏡片分揀至不同的位置；該裝置還包括具有連接和支撐作用的底座及支架11，具有遮光美觀作用的外殼。
[0026]如圖1、2所示，圖像采集組件包括第一級圖像采集單元和第二級圖像采集單元，其中:第一級圖像采集單元主要包括第一相機(jī)2、第一圖像采集卡、第一自動探測裝置，用于采集整個(gè)鏡片的圖像，可以準(zhǔn)確測量第一類疵病的尺寸并且可以采集到第二類疵病的圖像，對于直徑為75mm的待檢鏡片，第一相機(jī)2的像素不低于1500*1500,視場不低于75mm*75mm，第一自動探測裝置置于所述第一相機(jī)的下方并靠近傳送帶，用以探測鏡片的位置；第二級圖像采集單元主要包括第二相機(jī)6、第二圖像采集卡、第二自動探測裝置、一維導(dǎo)軌5、運(yùn)動控制器、電機(jī)，用于獲取特定感興趣區(qū)域的圖像，感興趣區(qū)域指包含第二類疵病的區(qū)域，第二級圖像采集單元精度要滿足對第二類疵病尺寸測量的要求，因此第二相機(jī)6的像素不低于1000*1000，視場不低于10mm*10mm，第二相機(jī)6置于一維導(dǎo)軌5上，一維導(dǎo)軌5垂直鏡片傳送方向，第二自動探測裝置置于第二相機(jī)6的下方并靠近傳送帶I ;第一級圖像采集單元和第二級圖像采集單元之間設(shè)有遮光板。
[0027]如圖3所示，照明組件的一種方案是，包括兩個(gè)相同的照明單元，分別對應(yīng)置于兩級圖像采集單元；照明單元包括第一光源12和升降系統(tǒng)13 ;第一光源12為零角度的環(huán)形光源，中心和圖像采集組件的視場中心重合；升降系統(tǒng)13連接第一光源12以控制其上下移動，移動到最高處時(shí)，第一光源13的底部高于鏡片夾持裝置3夾持鏡片后的高度，移動到最低位置時(shí)，第一光源13中心的高度等于鏡片放置在鏡片夾持裝置3后的中心位置的高度。
[0028]以下具體說明照明方式一的工作方式，兩個(gè)照明單元的工作方式相同，以對應(yīng)第一級圖像采集單元的照明單元說明。參照圖3，第一光源12開始處于最高位置，在待檢鏡片4運(yùn)行到第一光源12的下方時(shí),升降系統(tǒng)13控制第一光源12向下移動；移動到最低的時(shí)，第一光源12的中心高度和待檢鏡片4的中心高度相同，此時(shí)照明效果最佳，第一光源12發(fā)出的光線經(jīng)待檢鏡片4的側(cè)面進(jìn)入其內(nèi)部，形成全內(nèi)反射照明，得到清晰的疵病圖像，此時(shí)第一相機(jī)2采集待檢鏡片的圖像；采集圖像后，升降系統(tǒng)13控制第一光源12向上移動，到達(dá)最高位置后，傳送帶I帶動待檢鏡片4移出此工位，照明工作完成一個(gè)循環(huán)。
[0029]如圖4、5所示，照明組件還可以通過另一種方式實(shí)現(xiàn)，包括兩個(gè)相同的照明單元，分別對應(yīng)置于兩級圖像采集單元，所述照明單元包括第二光源14、旋轉(zhuǎn)軸15和往復(fù)傳動裝置16 ;第二光源14為零角度的環(huán)形光源，中心和圖像采集組件的視場中心重合，其兩側(cè)對稱位置的中心位置通過所述旋轉(zhuǎn)軸15連接于支架，兩個(gè)連接點(diǎn)的連線過第二光源14的中心位置；旋轉(zhuǎn)軸15的高度與鏡片夾持裝置3頂端的高度一致；往復(fù)傳動裝置16連接于第二光源14的邊緣,連接點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)軸15的距離相等。
[0030]以下具體說明照明方式二的工作方式，兩個(gè)照明單元的工作方式相同，以對應(yīng)第一級圖像采集單元的照明單元說明。參照圖6，待檢鏡片17在傳送帶I上沿圖示方向移動，在接近第二光源14時(shí)，往復(fù)傳動裝置16控制第二光源14繞旋轉(zhuǎn)軸15沿圖示方向向上旋轉(zhuǎn)，以避免與待檢鏡片17接觸；參照圖7，在待檢鏡片17進(jìn)入第二光源14的內(nèi)部時(shí)，往復(fù)傳動裝置16控制第二光源14繞旋轉(zhuǎn)軸15沿圖示方向向下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)待檢鏡片運(yùn)行到圖像采集單元的視場中心時(shí)，第二光源14運(yùn)行到水平狀態(tài)，其中心高度和待檢鏡片17的中心高度相同，此時(shí)照明效果最佳，照明方式即為全內(nèi)反射照明，圖像采集單元此時(shí)采集待檢鏡片17的圖像；采集完待檢鏡片17的圖像后，待檢鏡片17繼續(xù)沿圖示方向向前移動，第二光源14繼續(xù)沿圖示方向向下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)待檢鏡片17移出第二光源14后，第二光源14沿圖示的方向反向向上旋轉(zhuǎn)，完成一個(gè)周期。
[0031]如圖1、9、10所示，鏡片傳送組件主要包括電機(jī)、傳送帶I和鏡片夾持裝置3，傳送帶I等間距鏤空，鏤空位置安置有鏡片支持裝置3 ;鏡片夾持裝置3突出傳送帶I表面，可以避免影響光源的運(yùn)動，頂部有第一支撐體301、第二支撐體302、第三支撐體303和第四支撐體304，相鄰支撐體之間有間隙，便于分揀機(jī)械手夾持鏡片。
[0032]如圖1所示，鏡片分揀組件主要包括分揀機(jī)械手8、運(yùn)動控制卡、第三自動探測裝置和料匣10 ;第三自動探測裝置靠近傳送帶I ;分揀機(jī)械手8根據(jù)所述工控機(jī)發(fā)送的鏡片分級信號，由運(yùn)動控制卡控制夾持鏡片，將鏡片分送至料匣10的不同指定區(qū)域，根據(jù)鏡片等級數(shù)將料匣10分成幾個(gè)特定的區(qū)。
[0033]所述圖像處理和控制組件主要包括工控機(jī)、顯示器和連與各組件的數(shù)據(jù)線和信號線；所述工控機(jī)用于對采集的圖像進(jìn)行處理、對鏡片分級和控制各組件運(yùn)轉(zhuǎn)，顯示器用于同步顯示鏡片參數(shù)和疵病大小種類等各類信息；所述圖像處理和控制組件還包括存儲、外部輸入輸出設(shè)備，用于鏡片參數(shù)的修改、軟件的改進(jìn)、疵病統(tǒng)計(jì)信息的存儲和輸出。
[0034]本發(fā)明的另一技術(shù)是一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀方法，可應(yīng)用在各種鏡片的質(zhì)量在線檢測和分級分揀中。此方法可易于嵌入在現(xiàn)存設(shè)備中，或者廣泛地運(yùn)用在相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)。如圖11所示，該分級分揀方法包含以下步驟(應(yīng)了解到，在本實(shí)施例中所提及的步驟，除特別說明其順序外，均可依據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)其前后順序):
(101)整個(gè)鏡片圖像的采集:通過第一圖像采集單元采集整個(gè)鏡片的圖像A;
(102)鏡片疵病分析:對圖像A進(jìn)行中值濾波和二值化處理后分割出疵病的圖像,根據(jù)疵病的面積、位置、圓度、長寬比和填充度(面積和最小外接圓的面積比)等特征識別疵病的種類，測量第一類疵病的種類、位置、數(shù)量和大小等信息和第二類疵病的種類、位置和數(shù)量，并對鏡片的等級進(jìn)行初步判斷，如果鏡片不包含第二類疵病(劃痕和羽毛)，直接根據(jù)處理結(jié)果將鏡片分級；如果鏡片僅包含一條第二類疵病并且不為廢品，計(jì)算其最小外接圓的半徑R ?和圓心的坐標(biāo)O1并執(zhí)行下一步；；
(103)感興趣區(qū)域圖像的采集:根據(jù)第二類疵病的位置控制第二級圖像采集單元的一維導(dǎo)軌的運(yùn)行以移動第二相機(jī)，通過傳送帶和第二相機(jī)共同的相互垂直運(yùn)動實(shí)現(xiàn)對包含第二類疵病的感興趣區(qū)域的定位，在感興趣區(qū)域移動到第二相機(jī)下方的時(shí)候采集圖像B ；
(104)鏡片分級:提取圖像B中包含第二類疵病的感興趣區(qū)域的圖像C，對圖像C進(jìn)行中值濾波和二值化處理后分割出第二類疵病的圖像，并測量其大小，綜合對圖像A的處理結(jié)果，根據(jù)所有疵病的種類、位置、數(shù)量和大小等信息將鏡片分級；
(105)鏡片分揀:根據(jù)鏡片的分級結(jié)果，主控組件控制分揀組件，通過分揀機(jī)械手夾持鏡片，將不同等級的鏡片分送至料匣的不同指定區(qū)域。
[0035]上述技術(shù)方案中，對包含第二類疵病的感興趣區(qū)域的圖像C的提取過程為:根據(jù)步驟(102 )中第二類疵病的最小外接圓半徑R ?和圓心坐標(biāo)O1，計(jì)算圖像B中該疵病的最小外接圓的半徑R 2和圓心坐標(biāo)02，以O(shè)2為圓心，R 3為半徑從圖像B中提取包含第二類疵病的圖像C，R 3和R 2的關(guān)系滿足:R 2 SR 3≤1.2 R 2。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例說明如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)，當(dāng)可利用上述說明的方法及技術(shù)內(nèi)容作些許的更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是為脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置，包括圖像采集組件、照明組件、圖像處理和控制組件、鏡片傳送組件、鏡片分揀組件和底座和支架；所述圖像采集組件和照明組件組成圖像采集器件，所述圖像采集器件為兩個(gè)，固定于底座和支架上，所述圖像采集器件的位置位于鏡片傳送組件上部；所述圖像處理和控制組件與所述圖像采集組件、鏡片傳送組件和鏡片分揀組件通過信號線連接；所述鏡片分揀組件位于所述鏡片傳送組件的末端；其特征在于: 所述鏡片傳送組件包括電機(jī)和傳送帶，用于承載鏡片并將鏡片傳送至待檢位置和待分揀位置；所述傳送帶等間距鏤空，鏤空位置安置有鏡片夾持裝置； 所述圖像采集組件包括兩級圖像采集單元，且第一級圖像采集單元的采集精度低于第二級圖像采集單元； 所述照明組件包括零角度的環(huán)形光源，用于對待檢測鏡片進(jìn)行照明； 所述圖像處理和控制組件包括工控機(jī)、顯示器；所述工控機(jī)用于對采集的圖像進(jìn)行處理并根據(jù)鏡片的疵病對鏡片分級，同時(shí)用于控制系統(tǒng)各部組件的運(yùn)行； 所述鏡片分揀組件包括分揀機(jī)械手、運(yùn)動控制卡、第三自動探測裝置和料匣；所述自動探測裝置靠近傳送帶；所述分揀機(jī)械手根據(jù)所述工控機(jī)發(fā)送的鏡片分級信號，由所述運(yùn)動控制卡控制夾持鏡片，將鏡片分送至所述料匣的不同指定區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置，其特征在于，所述第一級圖像采集單元包括第一相機(jī)、第一圖像采集卡、第一自動探測裝置，所述第一相機(jī)、第一圖像采集卡、第一自動探測裝置分別于所述圖像處理和控制組件信號連接，所述第一自動探測裝置置于所述第一相機(jī)的下方，所述圖像處理和控制組件接收到探測信號后控制第一相機(jī)采集圖像，并通過第一圖像采集卡傳送到所述圖像處理和控制組件；所述第二級圖像采集單元包括第二相機(jī)、第二圖像采集卡、第二自動探測裝置和一維導(dǎo)軌，所述第二相機(jī)、第二圖像采集卡、第二自動探測裝置和一維導(dǎo)軌分別于所述圖像處理和控制組件信號連接，所述第二相機(jī)安裝到所述一維導(dǎo)軌上，所述一維導(dǎo)軌運(yùn)動方向與所述傳送帶運(yùn)動方向垂直；所述第二自動探測裝置置于所述第二相機(jī)的下方，所述圖像處理和控制組件接收到探測信號后控制一維導(dǎo)軌運(yùn)動到指定區(qū)域并控制第二相機(jī)采集圖像，并通過第二圖像采集卡傳送到所述圖像處理和控制組件；所述第一相機(jī)的采集精度低于第二相機(jī)的采集精度；所述第一級圖像采集單元位于第二級圖像采集單元的上游；所述第一級圖像采集單元和第二級圖像采集單元之間設(shè)有遮光板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置，其特征在于，所述照明組件包括兩個(gè)相同的照明單元；所述照明單元包括第一光源和升降系統(tǒng)；所述第一光源為零角度的環(huán)形光源，所述第一光源中心和所述圖像采集組件的視場中心重合；所述升降系統(tǒng)連接第一光源；所述升降系統(tǒng)與所述圖像處理和控制組件連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置，其特征在于，所述照明組件包括兩個(gè)相同的照明單元，所述照明單元包括第二光源、旋轉(zhuǎn)軸和往復(fù)傳動裝置；所述第二光源為零角度的環(huán)形光源，所述第二光源中心和所述圖像采集組件的視場中心重合，所述第二光源兩側(cè)對稱位置的旋轉(zhuǎn)軸連接于底座和支架上，所述兩側(cè)的連接點(diǎn)連線過第二光源的環(huán)形中心；所述往復(fù)傳動裝置連接于第二光源的邊緣，且所述往復(fù)傳動裝置與第二光源的連接點(diǎn)到所述旋轉(zhuǎn)軸的距離相等；所述往復(fù)傳動裝置與所述圖像處理和控制組件連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置，其特征在于，所述顯示器用于同步顯示鏡片參數(shù)和疵病大小種類信息；所述圖像處理和控制組件還包括用于鏡片參數(shù)的修改、軟件的改進(jìn)、疵病統(tǒng)計(jì)信息的存儲和輸出的存儲、外部輸入輸出設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀裝置，其特征在于，所述鏡片夾持裝置突出傳送帶表面，所述夾持裝置頂部設(shè)有兩個(gè)以上支撐體，其相鄰所述支撐體之間有間隙。
7.一種基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀方法，用于鏡片質(zhì)量的在線檢測并根據(jù)檢測結(jié)果將鏡片分級分揀，其特征在于包括以下步驟: (101)整個(gè)鏡片圖像的采集:通過第一級圖像采集單元采集整個(gè)鏡片的圖像A; (102)鏡片疵病分析:對圖像A進(jìn)行中值濾波和二值化處理后分割出疵病的圖像,根據(jù)疵病的面積、位置、圓度、長寬比和填充度的特征識別疵病的種類，測量第一類疵病的種類、位置、數(shù)量和大小和第二類疵病的種類、位置和數(shù)量，并對鏡片的等級進(jìn)行初步判斷，如果鏡片不包含第二類疵病，直接將鏡片分級；如果鏡片僅包含一條第二類疵病并且不為廢品，計(jì)算所述第二類疵病的最小外接圓的半徑R !和圓心的坐標(biāo)O1 ； (103)感興趣區(qū)域圖像的采集:根據(jù)第二類疵病的位置控制第二級圖像采集單元的采集包含第二類疵病的感興趣區(qū)域的圖像B ； (104)鏡片分級:提取圖像B中包含第二類疵病的感興趣區(qū)域的圖像C，對圖像C進(jìn)行中值濾波和二值化處理 后分割出第二類疵病的圖像，并測量其大小，根據(jù)第一類疵病和第二類疵病的種類、位置、數(shù)量和大小進(jìn)行鏡片分級； (105)鏡片分揀:根據(jù)鏡片的分級結(jié)果，將不同等級的鏡片分送至料匣的不同指定區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于兩級圖像采集的鏡片在線分級分揀方法，其特征在于，對包含第二類疵病的感興趣區(qū)域的圖像C的提取過程為:根據(jù)步驟(102)中第二類疵病的最小外接圓半徑R工和圓心坐標(biāo)O1,計(jì)算圖像B中該疵病的最小外接圓的半徑R 2和圓心坐標(biāo)O2，以O(shè)2為圓心，R 3為半徑從圖像B中提取包含第二類疵病的圖像C，R 3和R 2的關(guān)系滿足:R 2 < R 3 < 1.2 R 2。
【文檔編號】B07C5/342GK103706575SQ201310745133
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】姚紅兵, 曾祥波, 佟艷群, 馬桂殿, 鄭學(xué)良, 李俊敏, 高原, 于文龍, 李亞茹, 于存勝 申請人:江蘇大學(xué)