用于機(jī)器視覺的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于機(jī)器視覺的方法和裝置。本發(fā)明具體地但并非唯一地應(yīng)用于通過物體的成像檢測物體的邊緣輪廓。
【背景技術(shù)】
[0002]US2011/0181715 Al描述了一種背光視覺機(jī)器，其包括位于坐標(biāo)測量機(jī)器(CMM)基座的平面背光，用于照亮放置在基座上的物體。背光圖像由CCD照相機(jī)獲取，這些圖像由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理以測量物體邊緣的位置。背后照明非平面部分有助于識(shí)別物體邊緣。
[0003]對于簡單的物體，此類裝置以所要求的精度檢測物體的邊緣。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于復(fù)雜的物體(諸如，包括不可以由位于基座中的背光均勻照亮的一系列重疊壁或非平面部分的物體)，該物體的邊緣不能以所要求的精度被檢測，。
[0004]W094/01716公開了一種在檢查中所使用的照相機(jī)系統(tǒng)中用作背后照明的發(fā)光面板組件。
[0005]Stemmer Imaging公司提供了適合在機(jī)器視覺情形中使用的Phlox HighBright (Phlox高亮)LED背光面板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種檢查物體的方法，所述方法包括使物體置于機(jī)器視覺裝置上，將發(fā)光面板附接到物體以從背后照明物體的區(qū)域，當(dāng)通過發(fā)光面板從背后照明所述區(qū)域時(shí)獲得區(qū)域的圖像，以及從圖像識(shí)別物體的幾何性質(zhì)。
[0007]以這種方式，可充分照亮物體的區(qū)域，從而根據(jù)圖像準(zhǔn)確檢測到該區(qū)域中的幾何性質(zhì)，諸如物體的邊緣。具體地，發(fā)光面板可被附接到物體以均勻照亮物體的區(qū)域，所述區(qū)域不可以從下面均勻照亮或通過使用遠(yuǎn)離物體安裝的諸如燈箱等的光源均勻照亮。例如，使用單個(gè)燈箱不可能照亮具有顯著面向不同方向的特征的物體。使用多個(gè)燈箱會(huì)生成可阻礙識(shí)別物體的諸如邊緣的幾何性質(zhì)的間隙。本發(fā)明的發(fā)光面板在被附接到物體時(shí)可具有基本上對應(yīng)于通過發(fā)光面板從背后照明的區(qū)域的形狀的形狀。以這種方式，可在待成像的物體的整個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)基本上均勻并且可能連續(xù)的背后照明。
[0008]發(fā)光面板可包括柔性發(fā)光面板，柔性發(fā)光面板可彎曲成期望的形狀，諸如基本上對應(yīng)于通過發(fā)光面板從背后照明的區(qū)域的形狀的形狀。將發(fā)光面板附接到物體可將發(fā)光面板彎曲成期望的形狀。發(fā)光面板可以為電致發(fā)光片。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電致發(fā)光片提供光的均勻性，該均勻性有助檢測區(qū)域的幾何特性。
[0009]發(fā)光面板可使用夾具被附接到物體。夾具也可在機(jī)器視覺裝置中的適當(dāng)位置附接物體。夾具可將發(fā)光面板保持在期望的形狀。夾具可布置為使得使用夾具將發(fā)光面板附接到物體可導(dǎo)致發(fā)光面板經(jīng)成形以符合物體的輪廓，從而提供合適的經(jīng)成形的發(fā)光面板以在待照亮的區(qū)域上提供均勻照明。
[0010]夾具可包括底座，發(fā)光面板可以被可釋放地附接到該底座。例如，底座可以以如下方式與夾具成為一體，即，在正常使用期間底座是用來固持夾具的部分。這可允許在需要時(shí)替換發(fā)光面板。
[0011]夾具可包括用于將電力供應(yīng)到與其附接的發(fā)光面板的部件。該部件可以為電源。可選地，該部件可以為用于連接到電源的電連接件。
[0012]夾具可包括安裝結(jié)構(gòu)，該安裝結(jié)構(gòu)用于在由該結(jié)構(gòu)定義的位置處將該夾具可重復(fù)地安裝到物體?？梢栽?個(gè)自由度中定義物體上的位置。該方法可包括使用安裝結(jié)構(gòu)將夾具可重復(fù)安裝在同一物體上，或者將夾具安裝在一組標(biāo)稱等同的物體中的每個(gè)物體上，以及當(dāng)承載發(fā)光面板的夾具安裝在所述物體或每個(gè)物體上時(shí)檢查物體或每個(gè)物體。以這種方式，就可在同等條件下獲得每個(gè)圖像。
[0013]夾具可布置為將發(fā)光面板附接到物體，以使得發(fā)光面板與物體隔開例如毫米量級的距離，諸如大約5毫米、6毫米、7毫米、8毫米、9毫米、10毫米或更多毫米。這可確保在獲得物體的圖像時(shí)發(fā)光面板保持不聚焦，從而不會(huì)將停留在發(fā)光面板上的灰塵誤認(rèn)為物體的邊緣。
[0014]該方法可包括使用夾具使物體或一組標(biāo)稱等同的物體中的每個(gè)物體置于機(jī)器視覺裝置上。該方法可以包括將發(fā)光面板附接到一組標(biāo)稱等同的物體中的每個(gè)物體，其中發(fā)光面板被附接在每個(gè)物體上的大約同樣的位置處。夾具可以包括另外的安裝結(jié)構(gòu)，另外的安裝結(jié)構(gòu)用于在由該安裝結(jié)構(gòu)定義的位置處以可重復(fù)方式將物體安裝在機(jī)器視覺裝置上?？梢栽?個(gè)自由度中定義機(jī)器視覺裝置上的位置。該方法可以包括使用夾具上的安裝結(jié)構(gòu)使同一物體或一組標(biāo)稱等同的物體中的每個(gè)物體可重復(fù)地置于機(jī)器視覺裝置上，以及當(dāng)該物體或每個(gè)物體位于機(jī)器視覺裝置上的經(jīng)定義位置處時(shí)，檢查物體或每個(gè)物體。以這種方式，就可在同等條件下獲得每個(gè)圖像。
[0015]安裝結(jié)構(gòu)和/或另外的安裝結(jié)構(gòu)可以包括運(yùn)動(dòng)底座，以定義物體/機(jī)器視覺裝置上的位置。
[0016]發(fā)光面板可以被附接到物體以使其位于物體內(nèi)。以這種方式，發(fā)光面板可以照亮如下區(qū)域，即，如果物體由位于物體外部的光源從背后照明則原本會(huì)落在由物體所投射的陰影內(nèi)的區(qū)域。
[0017]應(yīng)當(dāng)理解，被照亮的物體的區(qū)域可以為如下區(qū)域，S卩，如果物體由位于物體外部的光源從背后照明則原本會(huì)落在由物體所投射的陰影本影或半影內(nèi)的區(qū)域。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于照亮機(jī)器視覺裝置中的物體的發(fā)光單元，該發(fā)光單元包括發(fā)光面板和用于將發(fā)光面板附接到物體的夾具，以使得發(fā)光面板根據(jù)機(jī)器視覺裝置的照相機(jī)的視角從背后照明物體。
[0019]夾具可以包括底座，發(fā)光面板可以被可釋放地附接到該底座，該底座布置為使得當(dāng)發(fā)光面板與其附接并且夾具將發(fā)光面板附接到物體時(shí)，發(fā)光面板根據(jù)機(jī)器視覺裝置的照相機(jī)的視角從背后照明物體。
[0020]夾具可以布置為使得發(fā)光面板置于物體內(nèi)，以照亮如下區(qū)域，即，如果物體由位于物體外部的光源從背后照明則原本會(huì)落在由物體所投射的陰影內(nèi)的物體的區(qū)域。
[0021]發(fā)光面板可以是可彎曲成期望形狀的柔性板。例如，發(fā)光面板的柔性可以達(dá)到以下程度，即，發(fā)光面板可彎曲成符合待從背后照明的物體區(qū)域的輪廓的形狀。當(dāng)使用夾具而將發(fā)光面板附接到物體時(shí)，夾具可以布置為保持彎曲成期望形狀的柔性發(fā)光面板。
[0022]夾具可以包括安裝結(jié)構(gòu)，該安裝結(jié)構(gòu)用于在由該結(jié)構(gòu)定義的位置處將夾具可重復(fù)地安裝到物體?？梢栽?個(gè)自由度中定義物體上的位置。
[0023]附加地或可選地，夾具可以包括另外的安裝結(jié)構(gòu)，該另外的安裝結(jié)構(gòu)用于將物體安裝到機(jī)器視覺裝置上。另外的安裝結(jié)構(gòu)可以布置為將物體可重復(fù)地安裝在機(jī)器視覺裝置上的位置處，該位置由該另外的安裝結(jié)構(gòu)定義?？梢栽?個(gè)自由度中定義機(jī)器視覺裝置上的位置。機(jī)器視覺裝置可以包括坐標(biāo)定位器，并且另外的安裝結(jié)構(gòu)可以布置為用于將物體可重復(fù)地安裝到坐標(biāo)定位器的基床。
[0024]安裝結(jié)構(gòu)和/或另外的安裝結(jié)構(gòu)可以包括運(yùn)動(dòng)底座，以定義物體/機(jī)器視覺裝置上的位置。
[0025]夾具可以包括用于發(fā)光面板的電源。夾具可以包括用于將發(fā)光面板連接到電源的連接件。
[0026]發(fā)光面板可以為電致發(fā)光片。可選地，發(fā)光面板可以為一串LED，諸如在US7048413中所述并且作為LED Neon Flex?出售的燈串，US7048413通過引用并入本文。LED串可被包括在用于散射由LED發(fā)出的光的散射體中。包層可包封散射體和LED串，包層具有弧形頂面用于散發(fā)由LED發(fā)出的光。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于將發(fā)光面板附接到位于機(jī)器視覺裝置中的物體的夾具，該夾具包括底座，發(fā)光面板可以被附接到該底座，該底座布置為使得當(dāng)發(fā)光面板與其附接并且該夾具附接到位于機(jī)器視覺裝置中的物體時(shí)，發(fā)光面板根據(jù)機(jī)器視覺裝置的照相機(jī)的視角從背后照明物體。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種與待使用機(jī)器視覺裝置來掃描的物體相結(jié)合的機(jī)器視覺裝置，該裝置包括附接到物體的發(fā)光面板，以根據(jù)機(jī)器視覺裝置的照相機(jī)的視角從背后照明物體的區(qū)域。
[0029]該區(qū)域可以為如果物體由位于物體外部的光源照亮則原本會(huì)落在由物體所投射的陰影內(nèi)的區(qū)域。
[0030]發(fā)光面板可以是以彎曲形狀附接到物體的柔性發(fā)光面板。
[0031 ] 根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種檢查物體的方法，該方法包括:使物體置于機(jī)器視覺裝置上；使發(fā)光面板置于物體內(nèi)以從背后照明物體的區(qū)域；當(dāng)由發(fā)光面板從背后照明該區(qū)域時(shí)獲得所述區(qū)域的圖像；以及，從該圖像識(shí)別物體的幾何性質(zhì)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的第