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CN113884509B - 检测装置及检测方法 - Google Patents

检测装置及检测方法 Download PDF

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CN113884509B
CN113884509B CN202010552607.6A CN202010552607A CN113884509B CN 113884509 B CN113884509 B CN 113884509B CN 202010552607 A CN202010552607 A CN 202010552607A CN 113884509 B CN113884509 B CN 113884509B
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陈鲁
方一
李青挌乐
张嵩
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Shenzhen Zhongke Feice Technology Co Ltd
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Shenzhen Zhongke Feice Technology Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种检测装置及检测方法，检测装置包括第一探测器和第二探测器；第一探测器的第一视场区域覆盖待测物表面的第一区域，第一探测器用于对第一区域进行成像，获取第一区域的图像；第二探测器的第二视场区域覆盖待测物表面的第二区域，第二探测器用于对第二区域进行成像，获取第二区域的图像；第一区域与第二区域部分重叠；第一区域和第二区域的重叠部分具有特征标识，该特征标识具有特征点，该特征标识的图像关于该特征点之外的任一点不具有旋转对称性。采用本申请实施例可对具有两个不同区域的产品进行检测。

Description

检测装置及检测方法
技术领域
本申请涉及检测技术领域，尤其涉及一种检测装置及检测方法。
背景技术
玻璃材料在现代工业制造中被广泛使用，例如作为手机屏幕、光学透镜、电池片、曲面显示屏等。随着加工水平的进步，越来越多的玻璃产品被设计成曲面结构，以实现更好的功能或达到更好的外观。由于曲面部分加工难度较大，曲面部分有较大的可能出现缺陷，从而影响其功能及外观，因此如何对具有曲面结构的产品进行检测是很有必要的。
发明内容
本申请实施例提供一种检测装置及检测方法。
第一方面，本申请提供一种检测装置，包括：
第一探测器，所述第一探测器的第一视场区域覆盖待测物表面的第一区域，用于对所述第一区域进行成像，获取所述第一区域的图像；
第二探测器，所述第二探测器的第二视场区域覆盖所述待测物表面的第二区域，用于对所述第二区域进行成像，获取所述第二区域的图像；
所述第一区域与所述第二区域部分重叠；
所述第一区域和第二区域的重叠部分具有特征标识，所述特征标识具有特征点，所述特征标识的图像关于所述特征点之外的任一点不具有旋转对称性。
在一个实现中，所述检测装置还包括第一光源，所述第一光源的出射光线覆盖所述第一区域和所述第二区域。
在一个实现中，所述特征标识为喷涂或黏贴在所述待测物表面的附加标记。
在一个实现中，所述附加标记的颜色或材料与所述待测物不同。
在一个实现中，所述检测装置还包括第二光源，所述特征标识为所述第二光源的出射光线在所述重叠部分上形成的光斑。
在一个实现中，所述第二光源出射光线与所述第一光源的出射光线的波长或亮度不同。
在一个实现中，所述第一光源为白光光源；所述第二光源为彩色可见光光源。
在一个实现中，所述第一光源为LED光源，所述第二光源为激光光源。
在一个实现中，所述探测器为线阵探测器或面阵探测器。
在一个实现中，所述第二探测器的景深大于第三区域沿所述第二探测器的光轴方向的长度，所述第三区域为所述特征标识和所述第二区域边缘所限制的区域。
在一个实现中，所述第二区域至少具有一个点的法向量与所述第一区域所有点的法向量不同。
在一个实现中，所述第一区域为平面，所述第二区域为曲面。
在一个实现中，所述特征标识的个数为一个或多个，所有所述特征标识中的特征点个数总和大于或等于2。
可以看出，在本申请实施例中，检测装置包括第一探测器和第二探测器，第一探测器的第一视场覆盖待测物的第一区域，第二探测器的第二视场覆盖待测物的第二区域，第一区域与第二区域部分重叠，实现了对具有两个不同区域的产品进行检测，解决了常规检测装置无法检测该类产品的检测问题。
第二方面，本申请提供一种检测方法，应用于第一方面所述的检测装置，所述方法包括：
通过第一探测器对待测物表面的第一区域进行成像，获取第一图像；
通过第二探测器对待测物表面的第二区域进行成像，获取第二图像；
根据所述第一图像和第二图像中的特征点图像，对所述第一图像和所述第二图像进行图像拼接。
在一个实现中，所述根据所述第一图像和第二图像中的特征点图像，对所述第一图像和所述第二图像进行图像拼接，包括：
获取所述第一图像中的特征点的第一特征点图像；
获取所述第二图像中的特征点的第二特征点图像；
将所述第一特征点图像和第二特征点图像进行匹配，获取匹配特征点；
根据所述匹配特征点对所述第一图像和第二图像进行拼接。
在一个实现中，所述第二区域包括目标区域，所述目标区域的法线与所述第二探测器的光轴具有夹角矢量，所述第二图像包括所述目标区域的目标图像；所述对所述第一图像和所述第二图像进行图像拼接之前，所述方法还包括：
基于所述夹角矢量对所述目标图像进行图像转换，获取转换图像，所述目标图像为所述转换图像在投影平面内的投影图像，所述投影平面为垂直于所述第二探测器的光轴的平面；
将所述转换图像替换所述目标图像。
在一个实现中，所述方法还包括：
将所述目标区域划分为多个分区域，所述目标图像包括多个分区域图像，所述多个分区域的法线分别与所述第二探测器的光轴具有夹角矢量，形成多个夹角矢量；
所述基于所述夹角矢量对所述目标图像进行图像转换，获取转换图像，包括：基于所述多个夹角矢量对所述多个分区域图像进行图像转换，获取多个转换图像，所述多个转换图像与所述多个分区域图像一一对应；
所述将所述转换图像替换所述目标图像，包括：将所述多个转换图像替换分别所述多个分区域图像。
在一个实现中，单个分区域的所述分区域图像包括一个或多个像素。
在一个实现中，所述基于所述多个锐角夹角对所述多个分区域图像进行图像转换，包括：
确定所述多个分区域图像与基准点的相对位置关系，确定的多个相对位置关系与所述多个分区域图像一一对应；
基于所述多个相对位置关系和所述多个夹角矢量，对所述多个分区域图像进行图像转换。
在一个实现中，所述第一图像与所述第二图像的重叠图像区域包括所述基准点。
可以看出，在本申请实施例中，将第一探测器获取到的第一图像和第二探测器获取到的第二图像进行图像拼接，以获得待测物的完整检测图像，以便于后续对产品的分析。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个实施例提供的检测装置的结构示意图；
图2是本申请一个实施例提供的目标区域沿第二探测器的光轴方向的长度的示意图；
图3是本申请一个实施例提供的图像拼接方法的流程示意图；
图4是本申请一个实施例提供的图像拼接的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明，应对理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参见图1，图1为本申请一个实施例提供的检测装置的结构示意图。如图1所示，该检测装置包括第一探测器10与第二探测器20；
第一探测器10的第一视场区域覆盖待测物表面的第一区域，第一探测器10用于对第一区域进行成像，获取第一区域的图像；
第二探测器20的第二视场区域覆盖待测物表面的第二区域，第二探测器20用于对第二区域进行成像，获取第二区域的图像；
第一区域与第二区域部分重叠，第一区域和第二区域的重叠部分具有特征标识，该特征标识具有特征点，该特征标识的图像关于该特征点之外的任一点不具有旋转对称性。
本实施例中，该检测装置还包括载物台30，载物台30用于承载待测物。待测物例如可以是光学透镜、电池片、曲面显示屏等。
所述特征标识的个数为一个或多个，所有所述特征标识中的特征点个数总和大于或等于2。具体的，本实施例中，所述特征标识的个数总和大于或等于4个。
可选地，第一区域为平面，第二区域为曲面。其中，第二区域的形状可以是球面形、圆柱形、或是其他形状。第二区域的个数为一个或多个。
可选地，第一区域和第二区域的重叠部分的个数为一个或多个。其中，当第一区域和第二区域的重叠部分的个数为多个时，不同的重叠部分具有的特征标识是不同的。
可选地，所述探测器为线阵探测器或面阵探测器。其中，第二探测器20的个数为一个或多个。第一探测器10和第二探测器20可以同时工作，或者第一探测器10和第二探测器20也可以不同时工作。第一探测器10和第二探测器20之间有相互位置关系的标定。
需要说明的是，在图1中，第一探测器10设于远离该第一区域的上表面，第二探测器20设于远离该第二区域的上表面。图1所示的检测装置的结构仅是用于解释说明，本申请提供的检测装置不限于图1所示的结构。
可以看出，在本申请实施例中，将第一探测器获取到的第一图像和第二探测器获取到的第二图像进行图像拼接，以获得待测物的完整检测图像，以便于后续对产品的分析。
在一个实现中，检测装置还包括至少一个第一光源，第一光源的出射光线覆盖所述第一区域和所述第二区域。
其中，第一光源为LED光源。具体的，本实施例中，所述第一光源的个数为一个，所述第一光源为条形LED光源。所述第一光源用于向所述第一区域和第二区域分别发射检测光；所述第一光源相对于所述第一探测器形成明场照明或暗场照明；所述第二光源相对于所述第二探测器形成明场或暗场照明。
在另一实施例中，所述第一光源的个数为多个，多个第一光源分别向第一区域和第二区域发射检测光。具体的，所述第一光源为环形光源或同轴光源；当所述第一光源为环形光源时，所述环形光源中具体通孔，所述探测器通过所述通孔收集待测物返回的检测光；当所述第一光源为同轴光源时，所述同轴光源包括分束器和发光器，所述发光器用于发射初始光，所述光分光器位于探测器和待测物之间，所述分光器用于将初始光反射至待测物表面，并使待测物反射的检测光透过被探测器接收。
需要说明的是，第一光源的设置位置本申请不作限定，只要满足第一光源的出射光线能够覆盖第一区域和第二区域即可。
在一个实现中，所述特征标识为喷涂或黏贴在所述待测物表面的附加标记。
可选地，所述附加标记的颜色或材料与所述待测物不同。所述第一光源发射的检测光为可见光。所述第一探测器为彩色探测器，所述第二探测器为彩色探测器。
在一个实现中，所述检测装置还包括第二光源，所述特征标识为所述第二光源的出射光线在所述重叠部分上形成的光斑。
其中，第二光源的个数为一个或多个。第二光源为激光光源，该激光光源发出的光线的颜色可以是绿色、红色、蓝色等。所述第一光源为白光光源。
需要说明的是，第二光源的设置位置本申请不作限定，只要满足第二光源的出射光线能够在第一区域和第二区域的重叠部分上形成光斑即可。
在一个实现中，第二光源出射光线与第一光源的出射光线的波长或亮度不同。
在一个实现中，第二探测器20的景深大于第三区域沿第二探测器20的光轴方向的长度，第三区域为所述特征标识和第二区域边缘所限制的区域。
如图2所示，h为第三区域沿第二探测器20的光轴方向的长度，为了使第二探测器20采集到清晰的第二区域的图像，需要第二探测器20的最大景深大于h。
本实施例中，所述第二区域至少具有一个点的法向量与所述第一区域所有点的法向量不同。具体的，所述第二区域为曲面或第一区域和第二区域均为平面，且所述第一区域和第二区域之间具有非零夹角。
当第二区域为曲面区域时，第二探测器20与所述曲面区域的轮廓度相匹配。具体的，第二探测器20的视场角与所述曲面区域的轮廓度相匹配，和/或第二探测器20的光轴与水平面的夹角与所述曲面区域的轮廓度相匹配。
在一个实现中，该检测装置还包括控制器，该控制器与第一探测器10和第二探测器20电连接。
需要说明的是，该控制器的设置位置本申请不作限定，只需要不影响第一探测器10和第二探测器20的探测效果，且可以与第一探测器10和第二探测器20能够电连接即可。
请参见图3，图3是本申请一个实施例提供的检测方法的结构示意图，应用于上述检测装置，如图3所示，该检测方法包括以下步骤：
步骤301：通过第一探测器对待测物表面的第一区域进行成像，获取第一图像。
步骤302：通过第二探测器对待测物表面的第二区域进行成像，获取第二图像。
步骤303：根据所述第一图像和第二图像中的特征点图像，对所述第一图像和所述第二图像进行图像拼接。
其中，由于第二探测器的个数为一个或多个，因此第二图像的个数为1个或多个。
可选地，所述根据所述第一图像和第二图像中的特征点图像，对所述第一图像和所述第二图像进行图像拼接，包括：
获取所述第一图像中的特征点的第一特征点图像；
获取所述第二图像中的特征点的第二特征点图像；
将所述第一特征点图像和第二特征点图像进行匹配，获取匹配特征点；
根据所述匹配特征点对所述第一图像和第二图像进行拼接。
其中，该匹配特征点的个数为1个或多个。上述特征标识包括匹配特征点。
可选地，所述对所述第一图像和所述第二图像进行图像拼接之后，所述方法还包括：将所述匹配特征点从拼接后的图像中移除。
具体地，由于待测物表面设有特征标识且该特征标识位于重叠部分内，因此第一特征点图像和第二特征点图像均包括该特征标识的图像，检测装置通过特征标识包括的特征点即可快速准确地进行图像拼接。如图4所示，特征标识为A和B，通过特征标识A和B包括的特征点即可将第一图像和第二图像进行拼接。
可以看出，在本申请实施例中，将第一探测器获取到的第一图像和第二探测器获取到的第二图像进行图像拼接，以获得待测物的完整检测图像，以便于后续对产品的分析。
在一个实现中，所述第二区域包括目标区域，所述目标区域的法线与所述第二探测器的光轴具有夹角矢量，所述第二图像包括所述目标区域的目标图像；所述对所述第一图像和所述第二图像进行图像拼接之前，所述方法还包括：
基于所述夹角矢量对所述目标图像进行图像转换，获取转换图像，所述目标图像为所述转换图像在投影平面内的投影图像，所述投影平面为垂直于所述第二探测器的光轴的平面；
将所述转换图像替换所述目标图像。
具体地，由于第二图像为第二探测器沿光轴方向对曲面区域进行图像采集得到的图像，第二图像会使真实曲面区域尺寸压缩，因此在图像拼接之前需要对第二图像进行图像转换，以获得精准的待测物的完整检测图像，以提高检测精度。
在一个实现中，所述方法还包括：
将所述目标区域划分为多个分区域，所述目标图像包括多个分区域图像，所述多个分区域的法线分别与所述第二探测器的光轴具有夹角矢量，形成多个夹角矢量，所述多个分区域与所述多个夹角矢量一一对应；
所述基于所述夹角矢量对所述目标图像进行图像转换，获取转换图像，包括：基于所述多个夹角矢量对所述多个分区域图像进行图像转换，获取多个转换图像，所述多个转换图像与所述多个分区域图像一一对应；
所述将所述转换图像替换所述目标图像，包括：将所述多个转换图像替换分别所述多个分区域图像。
可选地，单个分区域的所述分区域图像包括一个或多个像素。
在一个实现中，所述基于所述多个锐角夹角对所述多个分区域图像进行图像转换，包括：
确定所述多个分区域图像与基准点的相对位置关系，确定的多个偏移量与所述多个分区域图像一一对应；
基于所述多个相对位置关系和所述多个夹角矢量，对所述多个分区域图像进行图像转换。
可选地，所述第一图像与所述第二图像的重叠图像区域包括所述基准点。也就是说，所述基准点为所述第一图像和所述第二图像相匹配的特征点中的其中一个，即所述匹配特征点包括所述基准点。
可选地，所述基准点在所述第二图像中的位置与在转换图像中的位置相同。也就是说，基准点在第二图像中的坐标为(a1，b1)，那么基准点在转换图像中的坐标也为(a1，b1)。
可选地，所述确定所述多个分区域图像与基准点的相对位置关系，包括：确定每个所述分区域图像包括的一个像素点与所述基准点的相对位置关系。
其中，所述分区域图像包括的一个像素点可以是所述分区域图像包括的任意一个像素点，也可以是所述分区域图像包括的中心像素点。
可选地，所述基于所述多个相对位置关系和所述多个夹角矢量，对所述多个分区域图像进行图像转换，包括：
基于每个所述分区域图像对应的相对位置关系和夹角矢量，确定每个所述分区域图像对应的目标相对位置关系，所述目标相对位置关系用于表示所述分区域图像对应的转换图像与所述基准点的相对位置关系；
基于每个所述分区域图像对应的目标相对位置关系和所述基准点的位置，确定每个所述分区域图像对应的转换图像的位置，得到多个转换位置，所述多个转换位置与所述多个分区域图像一一对应；
基于所述多个转换位置对所述多个分区域图像进行图像转换。
其中，所述目标相对位置关系用于表示所述分区域图像对应的转换图像与所述基准点的相对位置关系，包括：所述目标偏移量用于表示所述分区域图像对应的转换图像包括的一个像素点与所述基准点的相对位置关系。
其中，所述转换图像包括的一个像素点可以是所述转换图像包括的任意一个像素点，也可以是所述转换图像包括的中心像素点。
可选地，所述基于每个所述分区域图像对应的相对位置关系和夹角矢量，确定每个所述分区域图像对应的目标相对位置关系，包括：
基于计算公式、每个所述分区域图像对应的相对位置关系和夹角矢量，确定每个所述分区域图像对应的目标相对位置关系
其中，所述计算公式为：X＝Y/cosα，所述X为待计算的相对位置关系，所述Y为已知的相对位置关系，所述α为夹角矢量。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请。本领域技术人员可以理解的是，本申请的检测装置不仅适用于实现具有曲面结构的产品检测，还适用于其它物品的检测。因而凡在本申请的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种检测装置，其特征在于，包括：
第一探测器，所述第一探测器的第一视场区域覆盖待测物表面的第一区域，用于对所述第一区域进行成像，获取所述第一区域的图像，所述第一区域为平面；
第二探测器，所述第二探测器的第二视场区域覆盖所述待测物表面的第二区域，用于对所述第二区域进行成像，获取所述第二区域的图像，所述第二区域为曲面，所述第二探测器与所述曲面的轮廓度相匹配；
第一光源，所述第一光源的出射光线覆盖所述第一区域和所述第二区域，所述第一光源为环形光源或同轴光源，所述环形光源具有通孔，所述同轴光源包括分束器和发光器，所述第一光源相对于所述第一探测器形成明场照明或暗场照明；
其中，
所述第一区域与所述第二区域部分重叠；
所述第一区域和所述第二区域的重叠部分具有特征标识，所述特征标识具有特征点，使得基于所述特征点对所述第一区域的图像和所述第二区域的图像进行图像拼接，所述特征标识的图像关于所述特征点之外的任一点不具有旋转对称性。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述特征标识为喷涂或黏贴在所述待测物表面的附加标记。
3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述附加标记的颜色或材料与所述待测物不同。
4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括第二光源，所述特征标识为所述第二光源的出射光线在所述重叠部分上形成的光斑。
5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述第二光源出射光线与所述第一光源的出射光线的波长或亮度不同。
6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述第一光源为白光光源；所述第二光源为彩色可见光光源。
7.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述第一光源为LED光源，所述第二光源为激光光源。
8.根据权利要求1-7任一项所述的检测装置，其特征在于，所述探测器为线阵探测器或面阵探测器。
9.根据权利要求1-7任一项所述的检测装置，其特征在于，所述第二区域至少具有一个点的法向量与所述第一区域所有点的法向量不同。
10.根据权利要求1-7任一项所述的检测装置，其特征在于，所述特征标识的个数为一个或多个，所有所述特征标识中的特征点个数总和大于或等于2。
11.一种检测方法，其特征在于，基于如权利要求1-10任一项所述的检测装置，所述方法包括：
通过第一探测器对待测物表面的第一区域进行成像，获取第一图像；
通过第二探测器对待测物表面的第二区域进行成像，获取第二图像；根据所述第一图像和所述第二图像中的特征点图像，对所述第一图像和所述第二图像进行图像拼接。
12.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述第一图像和第二图像中的特征点图像，对所述第一图像和所述第二图像进行图像拼接，包括：
获取所述第一图像中的特征点的第一特征点图像；
获取所述第二图像中的特征点的第二特征点图像；
将所述第一特征点图像和第二特征点图像进行匹配，获取匹配特征点；
根据所述匹配特征点对所述第一图像和第二图像进行拼接。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述第二区域包括目标区域，所述目标区域的法线与所述第二探测器的光轴具有夹角矢量，所述第二图像包括所述目标区域的目标图像；所述对所述第一图像和所述第二图像进行图像拼接之前，所述方法还包括：
基于所述夹角矢量对所述目标图像进行图像转换，获取转换图像，所述转换图像为所述目标图像在投影平面内的投影图像，所述投影平面为垂直于所述第二探测器的光轴的平面；
将所述转换图像替换所述目标图像。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述目标区域划分为多个分区域，所述目标图像包括多个分区域图像，所述多个分区域的法线分别与所述第二探测器的光轴具有夹角矢量，形成多个夹角矢量；
所述基于所述夹角矢量对所述目标图像进行图像转换，获取转换图像，包括：基于所述多个夹角矢量对所述多个分区域图像进行图像转换，获取多个转换图像，所述多个转换图像与所述多个分区域图像一一对应；
所述将所述转换图像替换所述目标图像，包括：将所述多个转换图像分别替换所述多个分区域图像。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，单个分区域的所述分区域图像包括一个或多个像素。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个夹角矢量对所述多个分区域图像进行图像转换，包括：
确定所述多个分区域图像与基准点的相对位置关系，确定的多个相对位置关系与所述多个分区域图像一一对应；
基于所述多个相对位置关系和所述多个夹角矢量，对所述多个分区域图像进行图像转换。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一图像与所述第二图像的重叠图像区域包括所述基准点。
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