相称法与暗场法实现定量相位成像物体成像的差别在哪里？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-10-02 10:31 标签： 定量相位成像
1.本发明涉及光学检测领域，尤其是涉及一种基于明暗场和结构光检测的缺陷检测系统。背景技术：2.在对平面镜片进行缺陷检测时，由于平面镜片使用的特殊性，需要获取精确的缺陷信息，而一般工厂对光学平面的缺陷检测依旧停留于人工检测阶段，其精度和效率是需要商榷的。一般的缺陷检测方式是将平面镜片放置于明暗场光下进行检测，而这种方式需要通过肉眼识别缺陷位置再将缺陷位置设置于图像采集装置下，精确度较低，且仅通过明暗场光无法获取缺陷的深度信息。技术实现要素：3.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于明暗场和结构光检测的缺陷检测系统。4.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：5.一种基于明暗场和结构光检测的缺陷检测系统，包括上位机模块、结构光检测模块、明暗场检测模块和传输模块，所述传输模块连接结构光检测模块和明暗场检测模块，其中上位机模块执行以下指令：6.s1、当待测镜片放置于结构光检测模块中时，控制投射装置将正弦条纹图案投射到待测镜片上，并控制一号采集设备采集结构光图像；7.s2、对结构光图像进行相位分析，获取相位图；8.s3、根据相位图，获取相位图中具有深度信息的缺陷位置；并将缺陷位置在待测镜片对应位置进行标注；9.s4、控制传输模块将标注的位置移动至明暗场检测模块的二号采集设备正下方；10.s5、控制二号采集设备采集明暗场图像；11.所述传输模块包括运动台、x轴运动电机、y轴运动电机和传送带，所述运动台设置在传送带上，所述待测镜片设置在运动台上，所述上位机模块在结构光检测模块中标注缺陷位置后，计算标注位置坐标与二号采集设备位置坐标的差值，并驱动x轴运动电机和y轴运动电机控制传送带移动。12.进一步地，所述步骤s2中的相位分析具体包括：13.对每张结构光图像进行两次四步相移，其中第二次四步相移的初始相位落后于第一次四步相移0.125个周期，通过边缘检测获取有效区域；通过相位解包裹获取两次四步相移的相位图，将其灰度值相加除以2后得到初始相位图，通过平面拟合获取标准平面后，将初始相位图减去标准平面，得到最终相位图。14.进一步地，获取结构光图像后，将结构光图像大小调整至与待测镜片大小相同。15.进一步地，所述结构光检测模块包括一号底座、一号采集设备和投射装置，待测镜片设置于一号底座上，所述一号采集设备和投射装置设置在一号底座上方两侧。16.进一步地，所述投射装置包括液晶屏幕。17.进一步地，所述明暗场检测模块包括二号底座、明场光源、暗场光源和二号采集设备，所述二号采集设备设置于二号底座上方，所述明场光源和暗场光源设置于二号采集设备的镜头一侧。18.进一步地，所述二号采集设备使用定焦镜头和变倍镜筒，用于获取不同放大倍数的图像。19.进一步地，所述明暗场检测模块上设置有高度移动轴，所述变倍镜筒设置于高度移动轴上。20.进一步地，所述一号采集设备和二号采集设备为ccd相机。21.进一步地，该系统设置于暗室箱体中。22.与现有技术相比，本发明具有以下优点：23.1、本发明设置了上位机模块和传输模块，上位机模块根据结构光检测模块的检测结果控制传输模块将缺陷处传输至明暗场检测模块的第二采集设备的下方，可以获取缺陷的相位图，得到缺陷深度信息，又可以根据获取的缺陷位置调整物体在明暗场检测模块中的位置，使缺陷处正好处于第二采集设备镜头正下方，获取明暗场检测模块中较为直观的缺陷图像，使得检测更为精确。24.2、本发明在相位分析中使用了四步相移并通过包裹解的方式消除了四步相移的误差条纹，使得对相位图的分析更为准确。25.3、本发明中明暗场检测模块中的待测镜片的缺陷位置与第二采集相机之间相对位置固定，相机使用定焦镜头，镜筒为变倍镜筒，可获取不同放大倍数的图像，使用便利。26.4、本发明所用采集设备均为ccd相机，获取的图像更清晰。27.5、本发明设置在暗室箱体内，避免外界的干扰，检测精度更高。附图说明28.图1为本发明的结构示意图。29.图2为本发明结构光检测模块的原理示意图。30.图3为本发明获取的标注后的相位图示意图。31.图4为本发明明暗场检测模块的原理示意图。32.图5为本发明获取的明暗场检测模块图像。33.附图标记：1-一号底座；2-一号采集设备；21-变焦镜头；3-投射装置；4-传输模块；5-二号底座；6-明场光源；7-暗场光源；8-二号采集设备；81-定焦镜头；82-变倍镜筒；9-待测物体。具体实施方式34.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。35.本实施例提供了一种基于明暗场和结构光检测的缺陷检测系统，如图1所示，包括上位机模块、结构光检测模块、明暗场检测模块和传输模块4，所述传输模块4连接结构光检测模块和明暗场检测模块，其中上位机模块执行以下指令：36.s1、当待测镜片9放置于结构光检测模块中时，控制投射装置将正弦条纹图案投射到待测镜片9上，并控制一号采集设备采集结构光图像。37.s2、对结构光图像进行相位分析，获取相位图。38.s3、根据相位图，获取相位图中具有深度信息的缺陷位置；并将缺陷位置在待测镜片9对应位置进行标注。39.s4、控制传输模块4将标注的位置移动至明暗场检测模块的二号采集设备正下方。40.s5、控制二号采集设备采集明暗场图像。41.其中，结构光检测模块包括一号底座1、一号采集设备2和投射装置3，一号采集设备2和投射装置3分别设置于一号底座1的上方两侧，与一号底座1中心的水平距离相近。待测镜片薄片设置在一号底座1上，一号采集设备2优选为ccd相机，镜头为变焦镜头21，这样可适应缺陷位置不同的各种情况。投射装置3包括一块可显示图案的液晶屏幕，用于投射具有相位信息的正弦条纹图案。42.明暗场检测模块包括二号底座5、明场光源6、暗场光源7和二号采集设备8，二号采集设备8设置于二号底座5正中心的上方，二号采集设备8优选为ccd相机，使用定焦镜头81和变倍镜筒82，变倍镜筒82设置在高度移动轴上，通过调节变倍镜筒82可以获取不同放大倍数的缺陷图像。明场光源6和暗场光源7设置于二号采集设备8的定焦镜头81上方，且明场光源6的高度高于暗场光源7的高度。43.传输模块4包括运动台、x轴运动电机、y轴运动电机和传送带，运动台设置在传送带上，待测镜片9设置在运动台上。上位机模块在结构光检测模块中标注缺陷位置后，对整个系统建立xy坐标系，由于二号采集设备位置坐标固定，可计算标注位置坐标与二号采集设备8位置坐标的差值，并驱动x轴运动电机和y轴运动电机控制传送带移动。44.上位机模块设定有相位分析程序，具体为对每张结构光图像进行两次四步相移，其中第二次四步相移的初始相位落后于第一次四步相移0.125个周期，通过边缘检测获取有效区域；通过相位解包裹获取两次四步相移的相位图，将其灰度值相加除以2后得到初始相位图，通过平面拟合获取标准平面后，将初始相位图减去标准平面，得到最终相位图。45.本实施例的检测流程如下：46.首先将待测镜片放置于结构光检测模块的一号底座1上，投射装置3将正弦图案投射到镜片上，一号采集设备2获取镜片的图像，如图2所示，将图像传输至上位机模块。47.上位机模块将结构光检测模块获取的图像经过四步相移法再解相位，对相位进行分析获取相位图，可通过相位图获取待测镜片上缺陷的深度信息。对相位图中的缺陷位置进行标注，如图3所示，上位机将相位图中的缺陷位置反馈至待测镜片9上。此时上位机控制传输模块4，通过运动台将待测镜片在传送带上传输，直至待测镜片的缺陷位置移动到明暗场检测模块的二号采集设备8的正下方。若待测镜片9上存在多个缺陷，则先后逐一进行标注，然后通过传输模块4将对应位置先后移动至二号采集设备8正下方。48.此时明暗场光源将光投射到待测镜片上，二号采集设备8拍摄待测镜片9的图像，如图4所示，通过获取的明暗场检测模块的图像，如图5所示，可直观地看出缺陷的类型和位置。49.本实施例设置在暗室箱体中，避免了外界的干扰，检测精度更高。50.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

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