用于無張力約束下線材視覺檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種機器視覺技術領域，尤其涉及一種對鋼鐵工業(yè)中管、棒、線材產品 在無張力約束下的表面質量檢測裝置和方法。
【背景技術】
[0002] 在產品表面質量檢測中，基于機器視覺技術的檢測系統(tǒng)被大量應用。管、棒、線材 產品的表面質量檢測，因其外表面為圓形，在光源布置，成像方式上都與其它平面類、旋轉 類產品有較大差異，特別是送類產品的直徑規(guī)格發(fā)生變化時，圓形表面對各成像器件的相 對距離發(fā)生變化，為了保證清晰成像需要對相機焦距或者成像距離進行調整。
[0003] 國際上目前只有較少的幾家單位進行送類產品的研發(fā)，如0G公司、達涅利公司 等。歐洲專利EP2341330A2 (Image capering and processing system for hot profiles of revolution)公開了一種對熱態(tài)圓柱長材表面進行成像的方法，H組線陣CCD相機和線 性光源成120度分布。0G公司的中國專利200680032274. 2公開了一種用于探測諸如社制 /冷拉金屬桿的工件上的表面缺陷的裝置和方法"，解決了一種用于金屬扁平物無損表面缺 陷探測的相關問題。中國專利CN102549374A(A method and apparatus of a po;rt油le imaging-based measurement with self calibration)義用改變焦距的成像方式進行對 焦。但是，相關專利均沒有考慮到被測對象規(guī)格變化及無張力約束時，保持成像系統(tǒng)分辨率 不變的調整方式。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于無張力約束下線材視覺檢測裝置及方法，該線材 在本文中可理解為外部為圓周面，線材橫截面的外部為圓形，該線材是廣義的，即包括了 管、棒、W及線材。該檢測裝置和方法是根據成像系統(tǒng)布置模型計算相機位置，實現相機成 像距離自動調整從而實現對焦，保證了在分辨率不變情況下檢測系統(tǒng)清晰成像。
[0005] 為了實現上述技術目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0006] 一種用于無張力約束下線材視覺檢測裝置，包括若干臺相機，相機安裝在滑動導 軌上，滑動導軌固定在固定板上，滑動導軌沿空必導槽外圍周向分布，被檢測線材通過空必 導槽時，各相機對線材外表面進行成像，相機與被檢測線材成像距離相等；當線材規(guī)格變化 時，相機沿滑動導軌進行位置調整，W保持相機與被檢測線材成像距離相等。
[0007] 所述滑動導軌上設置有第二連接板，第二連接板由電機驅動，電機由控制器輸出 信號控制；相機通過第一連接板與角位臺連接，角位臺安裝于第二連接板上，第二連接板由 上下二塊板組成，上板與下板之間通過螺栓連接，上下二塊板之間能調整連接角度。
[0008] 所述相機沿被檢測線材橫截面的外部圓形中必為中必的圓周上均勻設置。
[0009] 所述相機為Η臺、四臺或六臺。
[0010] 一種用于無張力約束下線材視覺檢測方法，其步驟是：
[0011] 被檢測線材外部為圓周面，將若干臺相機沿被檢測線材橫截面的外部圓形中必為 中必的圓周上均勻設置，被檢測線材通過空必導槽時，各相機對線材外表面進行成像；相機 設置于滑動導軌上能移動；
[0012] 當被檢測線材直徑變動時，通過控制器輸出信號控制電機，從而帶動相機沿滑動 導軌移動，保持相機與被檢測線材的成像距離相等。
[0013] 本發(fā)明的檢測方法是；首先根據檢測系統(tǒng)的架構設計確定各成像器件的分布情 況，對于圓周面的檢測可分為Η相機，四相機、六相機等布置方案，然后根據相機布置方案 確定各相機在被測對象直徑發(fā)生變化時需要調整的位置，通過控制器輸出信號控制電機， 從而帶動相機沿滑動導軌移動，W保證各成像器件的成像距離保持不變，從而保證成像分 辨率一致，有效實現不同規(guī)格產品的表面視覺檢測。
[0014] 應用本發(fā)明的技術方案，針對管、棒、線材產品在無張力約束條件下進行表面檢測 時，依據檢測系統(tǒng)方案確定各成像器件在檢測不同規(guī)格（直徑）產品時的檢測位置，在被檢 測對象表面清晰成像的同時保證成像分辨率一致，實現被測對象表面質量檢測。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的Η相機成像坐標示意圖；
[0016] 圖2為本發(fā)明的Η相機布置方式示意圖；
[0017] 圖3為本發(fā)明的四相機成像坐標（下面二個相機）示意圖；
[0018] 圖4為本發(fā)明的四相機布置方式示意圖；
[0019] 圖5為本發(fā)明的六相機成像坐標（下面二個相機）示意圖；
[0020] 圖6為本發(fā)明的六相機布置方式示意圖；
[0021] 圖7為本發(fā)明的六相機對應不同規(guī)格線材的位置調整軌跡示意圖；
[0022] 圖8為本發(fā)明的六相機中第一相機位置調整軌跡示意圖；
[0023] 圖9為本發(fā)明的六相機中第二相機位置調整軌跡示意圖；
[0024] 圖10為本發(fā)明的六相機中第Η相機位置調整軌跡示意圖；
[00巧]圖11為本發(fā)明的六相機中第四相機位置調整軌跡示意圖；
[0026] 圖12為本發(fā)明的六相機中第五相機位置調整軌跡示意圖；
[0027] 圖13為本發(fā)明的六相機中第六相機位置調整軌跡示意圖；
[0028] 圖14為本發(fā)明的相機安裝于滑動導軌的結構示意圖。
[0029]圖中；1相機，2導槽，3滑動導軌，4固定板，5被檢測線材，6第一連接板，7角位臺， 8電機，9第二連接板。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0031] 參見圖6和圖14,一種用于無張力約束下線材視覺檢測裝置，包括若干臺相機1， 相機1安裝在滑動導軌3上，滑動導軌3固定在固定板4上，滑動導軌3沿空必導槽2外圍 周向分布，被檢測線材5通過空必導槽2時，各相機1對線材5外表面進行成像，所述相機 1沿被檢測線材5橫截面的外部圓形中必為中必的圓周上均勻設置，相機1與被檢測線材5 成像距離相等；當線材5規(guī)格變化時，相機1沿滑動導軌3進行位置調整，W保持相機與被 檢測線材成像距離相等。
[0032] 所述空必導槽2可W送樣制作，將一根相同直徑的管子截成二段后分開一段距離 放置，并且保證兩段管子的中必線在同一直線上，被檢測線材5通過空必導槽2 (即兩段管 子）時，露出了一段被檢測線材5,送樣相機能對被檢測線材的圓周面進行成像。
[0033] 所述滑動導軌3上設置有第二連接板9,第二連接板9由電機8驅動，電機8由控 制器（圖中未示出）輸出信號控制；相機1通過第一連接板6與角位臺7連接，角位臺7安 裝于第二連接板9上，第二連接板9由上下二塊板組成，上板與下板之間通過螺栓連接，上 下二塊板之間能調整連接角度，W滿足不同位置時相機與滑動導軌之間的角度連接關系。
[0034] 所述相機為Η臺、四臺或六臺。
[0035] 一種用于無張力約束下線材視覺檢測方法，是基于上述的用于無張力約束下線材 視覺檢測裝置。被檢測線材5外部為圓周面，將若干臺相機1沿被檢測線材5橫截面的外 部圓形中必為中必的圓周上均勻設置，若干臺相機1可W在一個平面內，該平面與被檢測 線材5橫截面的外部圓形中必組成的中必線相垂直，若干臺相機1也可W不在一個平面內； 被檢測線材5通過空必導槽2時，各相機1對線材5外表面進行成像，成像時保持相機1與 被檢測線材5的成像距離相等；相機1設置于滑動導軌3上能移動。當被檢測線材5直徑 變動時，通過控制器輸出信號控制電機8,從而帶動相機1沿滑動導軌3移動，W保持相機1 與被檢測線材5的