一种拍摄光照调节方法及拍摄光照调节系统与流程

1.本发明涉及图像识别技术领域，更进一步涉及一种拍摄光照调节方法。此外，本发明还涉及一种拍摄光照调节系统。


背景技术：

2.随着机器视觉的发展，ocr(optical character recognition，光学字符识别)在工业领域大量应用，通过对工件表面的字符编码识别，来追溯工件的去向。由于其读取速度快、准确率高，有效的提升了生产过程的智能化。
3.对于表面质量不同的工件，环境光受时间与天气的影响变化较大，可能造成工件表面光照亮度不足，或者表面因环境光产生反射，局部产生过曝，无法清楚地识别，环境光的不确定性对光源补光产生较大影响。
4.对于本领域的技术人员来说，如何克服环境光对工件拍摄识别造成的干扰，是目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种拍摄光照调节方法及拍摄光照调节系统，能够结合环境光施加辅助照明，从而得到清晰的图像，有助于提高图像识别的准确度，具体方案如下：
6.一种拍摄光照调节方法，包括
7.将待识别工件移至识别工位；
8.由光敏传感器获取环境光信息；
9.结合环境光信息，自动调节辅助光源的亮度及照射方位；
10.拍摄装置对待识别工件拍摄采样，获取样本图像；
11.将所述样本图像与数据库标准图像作对比，判断所述样本图像是否超出偏差范围；
12.若是，调节辅助光源的亮度和/或照射方位；
13.重复上述过程并判断，直到判断结果为否。
14.可选地，所述获取样本图像，包括：
15.对图像依次进行灰度变换、二值化、区域连通、区域分割、仿射变换、识别显示。
16.可选地，所述将所述样本图像与数据库标准图像作对比，包括：
17.在单通道下对识别区域每一像素进行灰度对比。
18.可选地，所述照射方位包括竖直高度和照射角度。
19.本发明还提供一种拍摄光照调节系统，包括：
20.拍摄装置，用于获取图像；
21.辅助光源，用于对待识别工件施加辅助光源，能够调节亮度和/或照射方位；
22.光敏传感器，用于获取环境光信息；
23.控制系统，能够结合环境光信息，调节所述辅助光源的亮度及照射方位；获取所述
拍摄装置拍摄的样本图像，将所述样本图像与数据库标准图像作对比，判断所述样本图像是否超出偏差范围；若是，调节辅助光源的亮度和/或照射方位；重复上述过程并判断，直到判断结果为否。
24.可选地，所述辅助光源至少三面环绕待识别工件。
25.可选地，所述辅助光源包括三个，每个所述辅助光源呈弧形或直线形。
26.可选地，每个所述辅助光源能够俯仰摆动。
27.可选地，所述辅助光源的支座滑动安装于支撑架，能够相对于所述支撑架竖向移动。
28.可选地，所述拍摄装置为面阵相机；所述辅助光源包括阵列排布的led灯珠。
29.本发明的核心在于提供一种拍摄光照调节方法，将待识别工件移至识别工位；由光敏传感器获取环境光信息，得到环境的光线亮度等信息；结合环境光信息，调节辅助光源的亮度及照射方位，利用已经检测的环境光信息，先将辅助光源预先调节到预定值，拍摄装置对待识别工件拍摄采样，获取样本图像；将样本图像与数据库标准图像作对比，判断样本图像是否超出偏差范围；若是，调节辅助光源的亮度和/或照射方位；重复上述过程并判断，直到判断结果为否，此时表明结合辅助光源的照明，能够得到清晰的拍摄图像，减小环境光等外界因素对拍摄质量的干扰，得到清晰稳定的成像效果。根据生产情况，光源可自适应调节，使生产过程中，光源始终保持在最优状态。本发明还提供一种拍摄光照调节系统，此系统能够实现上述方法所达到的技术效果。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
31.图1为本发明的拍摄光照调节方法的流程示意图；
32.图2为本发明的拍摄光照调节装置的结构示意图；
33.图3为弧形辅助光源的结构示意图。
34.图中包括：
35.拍摄装置1、辅助光源2、光敏传感器3、支撑架4。
具体实施方式
36.本发明的核心在于提供一种拍摄光照调节方法及拍摄光照调节系统，能够结合环境光施加辅助照明，从而得到清晰的图像，有助于提高图像识别的准确度。
37.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的拍摄光照调节方法及拍摄光照调节系统做进一步详细的介绍说明。
38.如图1所示，为本发明的拍摄光照调节方法的流程示意图；该拍摄光照调节方法，包括以下步骤：
39.s1、将待识别工件移至识别工位；拍摄装置正对识别工位，方便拍摄装置获取工件
上的信息。
40.s2、由光敏传感器获取环境光信息；光敏传感器能够检测环境光的信息，包括环境光的光照强度等信息。光敏传感器背向辅助光源设置，避免辅助光源的干扰。
41.s3、结合环境光信息，自动调节辅助光源的亮度；对于环境光较暗的条件，辅助光源的亮度略高，补充光线，使工件上的标记更清晰地被识别；若环境光的强度较高，通常仅需较小的亮度辅助或者不需要辅助；若光线过强产生过曝现象，可以通过人工干预遮挡等方法消除过曝。
42.s4、拍摄装置对待识别工件拍摄采样，获取样本图像；根据环境光信息施加的辅助光线需要通过拍照的方式实际检验。
43.s5、将样本图像与数据库标准图像作对比，判断样本图像是否超出偏差范围；。
44.若是，说明该样本图像与数据库标准图像出现了较大的偏差，表明此时辅助光源的光线补充效果并不充分，无法实现光线矫正的效果，需要改变辅助光源的照射条件，调节辅助光源的亮度和/或照射方位；即可以单独调节光源的亮度或照射方位，也可以同时调节光源的亮度和照射方位，通过亮度的调节与照射角度的调节，弥补样本图像的不足。若辅助光关闭后，样本图像依然超出偏差范围，则发出报警。
45.重复上述过程并判断，直到判断结果为否；经过一次调节之后，再次拍摄检验，可以重复检测纠正之后的拍摄效果，如果符合条件则可以进行后续的正常拍摄过程，拍摄相同规格工件的图像，可以确保各次拍摄检测的准确度；如果仍然不符合条件，还需要继续调节，直到满足条件为止。
46.本发明的拍摄光照调节方法结合环境光信息，并对工件施加辅助光源照射，利用辅助光源的照射弥补环境光线的不足，提升拍摄得到的图像质量，提升检测的精准度。
47.在上述方案的基础上，本发明步骤s4中获取样本图像，包括以下过程：
48.对图像依次进行灰度变换、二值化、区域连通、区域分割、仿射变换、识别显示。当工件表面质量相同时，调节光源至固定位置与固定亮度，可有效的将识别信息与周围背景区分，便于对识别区域进行识别。为了使表面状态反差较大工件也能顺利识别，降低后续算法的开发难度，在自适应亮度调节下通过识别算法，对图像进行处理。
49.上述步骤s5中将样本图像与数据库标准图像作对比，包括以下步骤：在单通道下对识别区域每一像素进行灰度对比。辅助光源的亮度与照射方位根据光敏传感器的反馈值与单通道图像亮度融合后计算得到。
50.单通道图像亮度由控制器算法处理后所得。通过相机获取并存储图像信息，根据图像信息分析每一像素的灰度，并将像素灰度信息转化为光源亮度。
51.调节照射方位包括两个维度，分别为竖直高度和照射角度；即调节辅助光源与工件之间竖直高度，以及辅助光源的照射角度。
52.本发明还提供一种拍摄光照调节系统，图2为该装置的结构示意图，其中标号a表示工件，其上表面具有编号信息；包括拍摄装置1、辅助光源2、光敏传感器3、控制系统等结构，其中拍摄装置1用于获取图像，即对工件进行拍摄，拍摄装置1通常位于工件的正上方。
53.辅助光源2用于对待识别工件施加辅助光源，能够调节亮度和/或照射方位，也即辅助光源2并非固定不动，其能够调节光线照射的亮度和照射方位，以对工件施加不同形式的辅助光线。
54.光敏传感器3用于获取环境光信息，其检测方向背向辅助光源，减少辅助光源2对其产生的干扰。
55.控制系统起到接收信息、处理运算、发送控制命令等功能，控制系统能够结合环境光信息，调节辅助光源2的亮度及照射方位；获取拍摄装置1拍摄的样本图像，将样本图像与数据库标准图像作对比，判断样本图像是否超出偏差范围；若是，调节辅助光源的亮度和/或照射方位；重复上述过程并判断，直到判断结果为否。
56.控制系统当中进行运算处理，控制上述拍摄光照调节方法的过程和原理进行调节，实现辅助光源的控制调节，该系统能够实现上述方法所达到的技术效果，在此不再赘述。
57.具体地，本发明的辅助光源2至少三面环绕待识别工件，也即辅助光源2呈u型包围工件，辅助光源2位于待识别工件的上方，分别从不同的方位发射光线，从不同的角度提供照明。
58.优选地，本发明的辅助光源2包括三个，每个辅助光源2呈弧形或直线形，图2中所示的辅助三个辅助光源分别为直线形；如图3所示，为弧形辅助光源的结构示意图，三个弧形的辅助光源围成半环形结构，对工件照射环形光线。
59.每个辅助光源2能够俯仰摆动，结合图2所示，其中的双向弧形箭头表示各个辅助光源2的摆动调节方向，各个辅助光源2单独调节俯仰角度，三个辅助光源2相互配合。
60.辅助光源2的支座滑动安装于支撑架4，能够相对于支撑架4竖向移动，改变辅助光源2与工件之间的竖向高度，三个辅助光源2保持同步竖向调节。
61.拍摄装置1为面阵相机；辅助光源2包括阵列排布的led灯珠，结合图3所示，其中展示了辅助光源2由若干个led灯珠排列组成。
62.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。