光源单元、系统及基于光度立体的表面缺陷检测方法与流程

本发明涉及光学设备，具体地，涉及一种光源单元、系统及基于光度立体的表面缺陷检测方法。

背景技术：

1、光度立体法是一种根据物体表面反射光强变化恢复三维结构的技术，相比于结构光法、三角测距法、阴影恢复形状法等方法，光度立体法具有成本低、结构简单、对缺陷较为敏感的优势，光度立体法的重建精度更高，能够恢复连续表面的细节变化。

2、现有公开号为cn116399870a的专利文献，公开了一种特征检测光源系统，包括外罩，在其第一端具有安装结构，并在其第二端和第一端定义了外部边缘。所述外罩包括第一端和第二端之间的内表面。内表面上有多个凸起表面。多个光源耦合到外罩内表面的多个凸起表面上，为光源提供电源的电源线在外罩的凸起表面之间布线。外罩的外部边缘可以设置一个切口，检测对象或其一部分可以经过该切口对应位置。

3、当前光度立体使用的光源基本都是固定角度和层级，且发光灯组角度或数量有限，针对光度立体检测精度较高的情况下或需要辐射较多拍摄场景下，存在很多的局限性，原因在于很多拍摄产品并不满足光度立体法对于朗博表面的假设，所以需要更多的光照方向来增加表面法向量解的鲁棒性。但在较少的光源方向下，某些表面细节可能由于光照不足或过度而变得模糊不清，较少的光照条件会导致检测细节有很多的不确定性。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种光源单元、系统及基于光度立体的表面缺陷检测方法。

2、根据本发明提供的一种光源单元,包括由多个灯珠排列组成的灯组、pcb板、固定件以及调节组件，所述灯组和固定件分别安装在pcb板的相对两面，所述调节组件连接固定件带动灯组的角度调节。

3、优选地，所述调节组件包括调节件、调节弹簧以及调节杆；

4、所述调节件连接固定件；

5、所述调节杆包括两个，两个所述调节杆分别可活动安装在调节件的两侧，两个所述调节杆的轴线均与pcb板所在平面垂直；

6、所述调节弹簧安装在两个调节杆之间，所述调节弹簧沿垂直于pcb板所在平面的方向拉伸或收缩。

7、优选地，所述调节杆包括调节螺丝，所述调节螺丝与调节件螺纹连接。

8、优选地，所述调节件的轴线与固定件的轴线垂直相交于pcb板的中心；

9、所述调节弹簧安装在调节件的中心，两个所述调节杆距调节弹簧的距离相等。

10、本发明还提供一种光源系统，包括光源层和控制接口，所述光源层包括一层或多层，每一层光源层对应设置一个控制接口；

11、多层所述光源层叠加，多层所述光源层的尺寸呈阶梯式减少；

12、所述光源层包括多个光源单元，多个所述光源单元首尾相连形成光源开口。

13、优选地，所述光源层外包覆光源壳体，所述光源壳体内设置有调节孔，所述调节孔设置在调节组件的上方。

14、优选地，所述光源壳体上设置有调节孔孔帽，所述调节孔孔帽匹配调节孔。

15、本发明还提供一种基于光度立体的表面缺陷检测方法，检测系统包括采集装置和光源系统，所述方法包括：

16、步骤一：采用采集装置配合光源系统采集待测物表面的图像；

17、步骤二：将采集的图像用光度立体算法进行图像处理，以检测待测物表面的缺陷。

18、优选地，所述步骤一包括：

19、采集装置的视角对焦所需采集的待测物表面保持不变；

20、点亮光源系统中一层或多层的光源层照射到待测物表面，调节一层或多层光源层与光源系统中心的夹角，形成多种不同角度；

21、采用采集装置采集不同角度的光源系统照射待测物表面的图像。

22、优选地，所述步骤二包括：

23、将采集的不同角度的光源系统照射待测物表面的图像均用光度立体算法进行图像处。

24、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

25、1、本发明通过采用两个调节螺丝(例如松紧螺丝)的结构，可以调节led灯组与光源中心的夹角，解决了固定式光度立体光源的调节痛点，能够实现自由调节灯组±45°的拍摄角度，实现了更多角度的照射应用，更多的光源角度提供了更多的光照模式，这意味着可以捕获到更多关于表面反射特性的信息，对于重建具有复杂表面结构或非均匀材质的物体尤为重要；

26、2、本发明通过采用多边形设计(例如八边形设计)，将单层光源照射点位增至多个(例如8个)，对比传统四分区条光、环光和拱形光设计，解决了照射方向少的问题，为光度立体技术应用提升更高的精度和稳定性。增加光源方向有助于从多个视角“照亮”检测的细节，减少因光照条件不足导致的不确定性；

27、3、本发明通过采用多层光源层组合叠加的设计(一层或多层自由组合叠加)，可以支持更多产品拍摄的应用场景，解决了光度立体光源在不同行业或制程拍摄适配性差的问题，在光度立体法中，通常使用一种称为光度立体方程的线性系统来估计表面法向量，增加光源层的层数即会增加更多的照射方向，相当于增加了方程组的约束，使得解更加稳定和可靠，即使在存在噪声的情况下也能保持较高的精度。

技术特征：

1.一种光源单元，其特征在于，包括由多个灯珠排列组成的灯组(101)、pcb板(102)、固定件(103)以及调节组件，所述灯组(101)和固定件(103)分别安装在pcb板(102)的相对两面，所述调节组件连接固定件(103)带动灯组(101)的角度调节。

2.如权利要求1所述的光源单元，其特征在于，所述调节组件包括调节件(104)、调节弹簧(105)以及调节杆；

3.如权利要求2所述的光源单元，其特征在于，所述调节杆包括调节螺丝(106)，所述调节螺丝(106)与调节件(104)螺纹连接。

4.如权利要求2所述的光源单元，其特征在于，所述调节件(104)的轴线与固定件(103)的轴线垂直相交于pcb板(102)的中心；

5.一种光源系统，其特征在于，包括光源层和控制接口(110)，所述光源层包括一层或多层，每一层光源层对应设置一个控制接口(110)；

6.如权利要求5所述的光源系统，其特征在于，所述光源层外包覆光源壳体(108)，所述光源壳体(108)内设置有调节孔(107)，所述调节孔(107)设置在调节组件的上方。

7.如权利要求6所述的光源系统，其特征在于，所述光源壳体(108)上设置有调节孔孔帽(109)，所述调节孔孔帽(109)匹配调节孔(107)。

8.一种基于光度立体的表面缺陷检测方法，其特征在于，检测系统包括采集装置和权利要求5至7任一项所述的光源系统，所述方法包括：

9.如权利要求8所述的基于光度立体的表面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤一包括：

10.如权利要求9所述的基于光度立体的表面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤二包括：

技术总结本发明提供了一种光源单元、系统及基于光度立体的表面缺陷检测方法，包括由多个灯珠排列组成的灯组、PCB板、固定件以及调节组件，所述灯组和固定件分别安装在PCB板的相对两面，所述调节组件连接固定件带动灯组的角度调节，通过采用两个调节螺丝的结构，可以调节LED灯组与光源中心的夹角，解决了固定式光度立体光源的调节痛点，实现了灯组的拍摄角度的调节，实现了更多角度的照射应用。技术研发人员：董兆国受保护的技术使用者：甄觉科技（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21