CN209486004U - 一种检测装置、系统 - Google Patents

Abstract

一种检测装置、系统，属于检测设备领域。检测装置包括成像器和转动机构。其中，成像器被构造来对移动物体的表面进行成像。成像器附连于转动机构，转动机构被构造来驱动成像器随着移动物体同步运动，并保持成像器与移动物体的待成像区域相对静止，以使成像器获得对移动物体的待成像区域的没有运动模糊的图像。通过使成像器与待检测的运动物体以相对静止的方式进行运动，从而使成像器可以获得对检测的目标的清晰的图像，以便从图像上识别瑕疵。

Description

一种检测装置、系统

技术领域

本申请涉及检测设备领域，具体而言，涉及一种检测装置、系统。

背景技术

对于片材表面瑕疵检测通常是由作业员手持检测物体，并辅以人眼裸视或显微镜或放大镜检测板材外观各种瑕疵种类(如污染、刮伤、漏铜、残胶等等)。然而对于高速运动状态下的片材，由人工进行检测是难以实现的。

因此，对于高速运动的片材进行表面质量检测就成了行业中的一个难题。

目前，对于高速运动的片材(如各种薄膜材料)进行表面检测大多采取机器视觉方式。具体地，在片材上方设置固定位置的线阵相机，在片材运动过程中，线阵推扫相机完成成像，随后所成的图像进行瑕疵分析。然而，在片材与图像的相对运动速度较高时，图像的运动模糊也随之提高，对于微小的瑕疵便无法清晰成像而难以发现或辨别。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

为改善、甚至解决现有技术中的至少一个问题，本申请提出了一种检测装置、系统。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种检测装置。

示例中的检测装置用于对按照给定模式运动的移动物体进行表面检测。

检测装置包括：

成像器与辐照光源，辐照光源照射成像目标及成像区域，成像器被构造来对所述移动物体的表面反射能量或从背面透射的能量进行成像。

转动机构，成像器附连于转动机构，转动机构被构造来驱动成像器随着移动物体同步运动，并保持成像器与移动物体的待成像区域相对静止，以使成像器获得对移动物体的待成像区域的没有运动模糊的图像。

由于物体在运动过程中，为了获得对其表面的清晰成像。通过转动机构使成像器运动，并且是与运动物体相同的速度(包括速率和方向)，从而使得成像器对于运动物体表面的成像区域是相对静止的，从而通过拍照可以获得清晰图像，以便于能够从图像中获得物体的表面状态，进而可辨别是否存在瑕疵，或者瑕疵的分布状态、类型、性质、几何参数等。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式的一些可选示例中，转动机构包括转动体，成像器直接或间接地连接于转动体。成像器能够被转动机构驱动沿第一轨迹运动或第二轨迹运动，其中，第一轨迹为圆周的第一封闭环，第二轨迹为圆弧和直线的组合构成的第二封闭环。

根据不同的需要，成像器可以具有不同的驱动方式。即，在移动物体的不同运动模式下，成像器需要能够被以相对应的方式进行驱动，以便使成像器能够按照期望的方式与移动物体保持相对静止。

为了方便成像器适应于移动物体的运动，成像器可以直接地连接在转动机构的转动体，也可以通过中间件而间接地连接在转动机构的转动体。在成像器直接地连接于转动体时，其具有与转动体相同的转动方式。而当成像器间接地连接于转动体时，成像器的运动方式可以根据需要被选择性地布置，以便获得更灵活的运动选择以适应移动物体。

转动体能够提供成像器连接的着力点，因此，根据成像器的多寡对应布置适当数量的转动体。另外，通过对转动体的数量选择可以实现成像器的更复杂的排列布局，以便能够对移动物体实现更全面的图像采集。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的实施方式的一些可选示例中，辐照光源与成像器和成像区域呈期望的空间分布关系，成像器的光路上设置有单一滤光片或多滤光片组合，辐照光源的出射光路上设置有单一滤光片或多滤光片组合。

通过在成像器的光路上设置滤光片和/或在辐照光源的出射光路上设置滤光片的方法或成像器与辐照光源滤光片的组合使用，实现多光谱成像，获取产品质量瑕疵的特征光谱图像。

在第二方面，本申请的示例提供了一种检测装置，其用于对按照给定模式运动的移动物体进行表面检测。

检测装置包括：

成像器，成像器被构造来对移动物体的表面进行成像；

转动机构，转动机构包括运动环、第一转动件、第二转动件，第一转动件、第二转动件套设并张紧运动环，成像器连接于运动环，第一转动件和第二转动件能够共同转动而带动运动环并驱动成像器与移动物体同步运动，使成像器能够获得对移动物体的待成像区域的没有运动模糊的图像。

通过将成像器连接于运动环，而运动环由第一转动件和第二转动件共同驱动进行旋转。如此，成像器可以进行环形运动。在第一转动件和第二转动件之间的区域，成像器可以沿线性轨迹运动，从而使其能够与同样以线性运动的物体相对静止，以便获得相应的检测图像。鉴于成像器可以沿线性轨迹运动，可以对不能弯曲的目标进行相对静止的成像。

根据需要，成像器可以被配置为几何分辨率或/和光谱参数的成像单元。如此，进行测量时，在需要获取待测目标特定区域，安置几何分辨率或/和光谱参数的成像单元。进一步地，成像器可以被驱动装置致动(如横向快速运动)至指定位置停下来，从而可以通过如随环形运动部件运动的运动方式，以保持成像器与被成像目标的相对静止成像。

结合第二方面，在本申请的第三方面的第一种可能的实施方式的一些可选示例中，第一转动件和第二转动件分别独立地选自主动构件或被动构件。

第一转动件和第二转动件可以一同作为主动构件，并一同以驱动成像器。第一转动件和第二转动件均选择主动构件可以提供更加平稳和足够的驱动力，从而使成像器对应获得充足的动力和平稳的运行状态。当第一转动件和第二转动件中的一者为主动构件，而另一者为从动构件时，可以在一定程度上简化驱动机构的结构和复杂度，同时也能够减小驱动能耗。

在第三方面，本申请的示例提供了一种检测装置，其用于对按照给定模式运动的移动物体进行表面检测。

检测装置包括：

成像器，成像器被构造来对移动物体的表面进行成像；

转动机构，转动机构包括第一旋转件，第一旋转件包括相互匹配连接为一体的第一内圈体和第一外圈体，成像器连接于第一内圈体并朝向第一外圈体，移动物体能够接近或贴附于第一外圈体运动，第一旋转件能够与移动物体同步运动，使成像器能够获得对移动物体的待成像区域的没有运动模糊的图像。

利用第一旋转件，成像器可以直接地连接在旋转件，并随同第一旋转件进行转动。如此，不需要另外设置其他的连接部件来驱动或固定成像器，同时也有别于提高设备的集成度、减小体积。

结合第三方面，在本申请的第三方面的第一种可能的实施方式的一些可选示例中，转动机构包括第二旋转件，第二旋转件包括相互匹配连接为一体的第二内圈体和第二外圈体，第二内圈体连接有以朝向第二外圈体的方式布置的成像器。

第一外圈体和第二外圈体按照预设间距布置，以使成像器能够对移动物体的相对的两侧进行成像。

第一旋转件和第二旋转件能够共同转动并驱动成像器随移动物体同步运动，使成像器能够获得对移动物体的待成像区域的没有运动模糊的图像。

对于需要在两侧进行检测的物体，通过设置于第一转动件和第二转动件的成像器可以达到和实现同时在双侧检测的目的。另外，两个转动件的设置还可以在一定程度上实现对复杂运动状态下的物体的运动模式的适应。

结合第三方面的第一种的实施方式，在本申请的第三方面的第二种可能的实施方式的一些可选示例中，第一内圈体和第二内圈体是等直径的或非等直径的，第一外圈体和第二外圈体是等直径的或非等直径的。

在第四方面，本申请实施例提供了一种检测系统。

检测系统包括多个检测装置，且全部的检测装置相互配合呈多级布置；

其中，前一级检测装置检测的瑕疵能够被下一级的检测装置可选通过对应的几何分辨率和/或多光谱成像，以测量所有的产品瑕疵参数。

多个检测装置的协作配合，可以实现对产品瑕疵的充分检测，实现测量所有的产品的瑕疵。

结合第四方面，在本申请的第四方面的第一种可能的实施方式的一些可选示例中，检测系统包括图像处理装置，所述图像处理装置被配置来对由所述检测装置采集和反馈的图像进行图像识别。

检测系统通过检测装置中的成像器与检测物体(移动物体)同步地按照相同的方式运动，从而使两者达到相对静止的状态，以便可以获得运动物体的清晰的表面图像，进而再通过图像处理装置对图像进行分析和处理，进而获得检测对象是否存在或存在何种瑕疵、缺陷的信息。

有益效果：

本申请实施例提供的检测装置和方法能够被用于对运动中的物体进行表面检测，其主要涉及对物体的表面形貌的检测。通过使检测装置中的成像器与待检测的物体保持同步的适配的运动方式，达到成像器和待检测的物体的相对静止。在如此的条件下，成像器可以获得运动物体表面的清晰(没有运动模糊)的图像，尤其是高速产品流水线上运动目标的微观精细图像。从而可以通过图像处理手段从目标图像中获得与目标质量有关的信息。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种检测装置与待测物体的相对位置关系的示意图；

图2示出了本申请实施例提供的对待测物体的进行检测的流程示意图；

图3示出了本申请实施例提供的另一种检测装置与待测物体的相对位置关系的示意图；

图4示出了本申请实施例提供的再一种检测装置与待测物体的相对位置关系的示意图。

图标：100-移动物体；200-视场；201-成像器；203-第二转动件；202-第一转动件；204-运动环；300-第一旋转件；301-第一外圈体；302-第一内圈体；602-第一电源信号连接滑环；400-第二旋转件；401-第二外圈体；402-第二内圈体；601-第二电源信号连接滑环。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，在不矛盾或冲突的情况下，本申请的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本申请中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本申请公开的内容自制。在本申请中，为了突出本申请的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

柔性片状产品是工业企业常见的产品形式，如保护膜、涂布膜、光学膜、锂电隔膜、食品包装膜、纸张、镭射膜、皮革等各种薄膜产品质量的检测，以及薄型板材类产品，如薄型金属与非金属板材、卷材的表面质量检测。

为获悉某一物体的表面形貌状态，可以通过人工目视的方式来实施。在实践中，申请人已尝试对如前述的柔性片状产品表面质量的检测采取的设备与方法如下：

在带状产品导出位置的上方设置线扫描相机，且线扫描相机的线阵展布方向与带状产品的运动方向垂直、线扫描相机的成像视场与带状产品的运动相匹配。

完成对运动中的带状产品的成像。

基于所获图像进行瑕疵的检测、记录、报警以及对产品的处理。

基于上述检测方法，检测精细度与检测速度成反比关系，即相机成像指标不变条件下，对产品瑕疵检测几何尺度越小，要求产品线运动速度越慢。而如果在产品流水线上产品运动速度不变，需要检测很高精细结构的时候，图像需要更短的曝光时间，但是曝光时间并不是可以无限缩短的。

但随着生产设备性能的提高，产品输出的速度是在不断提高中，要想在产品流水线输送速度不断提高的前提下，仍然获得产品图像原有的高分辨率甚至是获得更高精细度的图像，需要有新的技术支持。

对不宜弯曲的板材表面瑕疵检测与上述方法相同。

对于需要进行大量的检测的情况，显然人工目视或上述的检测方式都是难以完成所期望的任务的。

人们希望通过更高的效率来完成对大量待测物体的检测。尤其是，当待测物体处于运动状态时，通过设备而非人工检测是很有必要的。

在实践中，申请人发现：对于不宜进行弯曲的大量的片材或板材产品进行表面检测时，即使是通过设备在静止状态下进行检测，也将是需要较大的工作量。

有鉴于此，申请人提出了一种在片材和板材运动过程中，通过成像设备与被检测目标同步运动获得目标清晰图像的方案。成像设备通过适当的设计其能够在需要成像时保持与待测物体的相对静止状态下成像，获得高速运动目标的精细图像。

为了使成像设备在小尺度下运动，其可以环形的方式运动，以便能够循环地对待测物体成像，在环形运动的轴向，可以根据成像范围全覆盖的需要，布置多个成像设备。另外，成像设备可以具有多个取景窗口，以便在其进行环形运动时，始终有取景窗口对应于待测物体表面，且各个取景窗口在待测物体表面的成像区域具有交叉，以便实现对待测物体在运动过程中的无遗漏和完整检测。例如，将在后续描述中被提及的：八个相机沿圆形分布。圆形的360°圆弧，被分割为8个具有相同圆心角(45°)的区域。八个相机分别位于该八个区域，并且每个相机的中心(或称主光轴)位于其对应区域的中线(即每个区域圆心角的两等份角平分线)，即主光轴与角平分线重合。对于仅需要局部成像且在瑕疵特征检测有特殊需求时，可以通过特定参数的成像器横向运动与原转动部件沿产品线的同向运动到达需成像的区域上空。

为了使本领域技术人员更易于实施以上方案，以下做进一步的阐述。以下示例中，待测物体(移动物体或运动物体)是以片材进行示例说明的。但是，应当理解的是，其他形式的待测物体也能够通过下述的检测装置及后续提及的检测方法进行检测。前述的其他形式的待测物体例如可以是线材、块材等。另外，片材(板材)的弯曲特性并不妨碍其被本申请中述及的检测装置和方法进行表面检测。

由于需要对运动物体进行检测，因此，运动物体的运动方式和模式应当被提前确定，以便确认其能够被应用于何种方式实现的检测装置。即利用对应的检测装置，其成像设备能够与检测物体与相互匹配的方式运动，以达到相对静止的状态。换言之，本示例中的检测装置是用于对按照给定模式运动的移动物体进行表面检测。对于一种运动模式的待测物体，可以通过采用对应的检测装置来进行检测。

为了使本领域技术人员更易于理解和实施本申请示例中检测装置，以下对其进行概括性的描述。

1、示例中提出的检测装置是一种适应高速运动产品类型里柔性片状产品高分辨率成像的装置。其采用面阵相机与柔性片状产品运动同步的方法，保证相机与柔性产品成像区域在相对静止的状态下成像。

在柔性产品待检测段设置一个圆柱形滚筒，使柔性产品在输送阶段保持一段圆弧运动轨迹。面阵相机安装在圆柱形滚筒内部。在滚筒滚动时，相机随滚筒一起做相同的角速度运动，而柔性产品在滚筒表面保持相同的角速度运动。并且相机与产品表面具有相同角速度实现了静止成像的条件。静止成像的优点是没有运动模糊，可以获得产品表面更高分辨率的精细结构与信息。

2、基于上述示例的圆柱体滚筒装置，其承托柔性产品的滚筒圆柱面可以配置成透明的材料，如有机玻璃，适应横向刚性低的柔性产品保持横向的平直。

3、基于上述示例的圆柱体滚筒装置，其承托柔性产品的滚筒圆柱面可以不配置任何材料，适应横向刚度好的柔性产品，如较厚的卷材。在没有柔性产品时，圆柱体滚筒的顶底面象两个圆形盘。

4、一个或多个成像相机在滚体内与滚筒连接，每个相机其主光轴与所在位置的圆柱半径重合。

5、成像相机根据被检测产品需要检测的缺陷可以选择不同的电磁波波段成像相机，成像器的光路上设置有单一滤光片或多滤光片组合，辐照光源的出射光路上设置有单一滤光片或多滤光片组合，通过成像器滤光片与辐照光源滤光片对电磁波谱的调制，实现多光谱成像，获取产品质量瑕疵的特征光谱图像。成像器可以对目标背面设置的辐照光源透射的透射能量成像。

6、另一种方案是一台相机在滚筒里做往复转动。

7、示例提出的适应高速运动下板状产品高分辨率成像检测装置上的面阵相机与板材被检测表面同向平行移动，在相对静止的环境下成像。

在具体的可选方案中，装置可以具有以下限定：

1、相机可以与滚筒刚性连接，多个相机沿圆心辐射状组合的视场完成滚筒360度的覆盖，在沿圆柱母线方向，可以布置多台相机，实现宽度方向的全部覆盖。

2、相机可以单独构成一个相机架，相机架轴与滚筒轴同心，相机可以绕滚筒轴往复运动，往复运动中与产品被检测区域同向同角速度转动期成像，成像结束后反向旋转对准相邻的下一区域后对产品检测区域同向同角速度转动，再次成像。

3、每幅图像都基于相机镜头的畸变参数和弧形成像面进行几何校正，然后对产品瑕疵进行识别、量测、分类，定位，并将瑕疵图像坐标转换为产品的参考位置坐标，将瑕疵坐标连同产品瑕疵信息发送到控制系统，由控制系统根据需要控制后面的更高分辨率的相机获得更为精细的瑕疵信息，并进行相应的处理。

4、圆柱体滚筒也可以变形为多棱柱，每个棱柱面对应于运动方向的一个相机的成像视场。这种装置适合变形恢复好的柔性面状产品。

5、对于多棱柱滚筒可以设置2个或以上的滚筒，对第一个滚筒未能成像的区域，通过第二个滚筒相位的变化，在卷过第二个滚筒时完成成像。

6、需要对产品双面进行成像检测时，需要另外一组滚筒，对另一面形成上述的同角速度相对静止成像。

7、对于非柔性带状产品，可以通过物理手段将块状产品连接于产品传输带上，如半导体晶圆等，通过柔性传送带与滚筒的相接触，形成检测相机与被检测产品同向同角速度转动状态下，相对处于静止的成像。

另外，在获得清晰的图像后，可以采用图形分析软件或结合适当的硬件对图像进行处理，以便获得更具体和明确的物体表面瑕疵、缺陷等情况。

请一并参阅图1至图4。

总体上而言，实施例中的检测装置包括成像器201和转动机构。顾名思义，成像器201是用来对物体成像的设备。转动机构是用来驱动成像器201按照既定的方式进行运动的设备。成像器201在被转动机构驱动的过程中，能够在一定时空区间(检测窗口)对同步运动的物体进行检测。

其中，成像器201被构造来对移动物体100的表面进行成像。成像器201可以是各种摄像机、摄影机、照相机等等成像装置，或者是其他申请人已知或市售的能够对物体进行拍照的设备。成像器201可以是单一结构，而具有多个取景的单元/器件；或者，成像器201是由多个已有设备的组合。通过前述的设计，成像器201可以对待测物体表面的多个区域成像，并相应地具有多个图像(可以是视频)获取结构。

应当指出的是，成像器具有配套的辐照光源。该辐照光源能够照射移动物体(成像目标)以及在移动物体的特定区域(成像区域)。因此，如前述，成像器201可以对移动物体100进行成像，例如，对所述移动物体的表面反射能量或从背面透射的能量进行成像。

辐照光源与成像器和成像区域呈期望的空间分布关系，成像器的光路上设置有单一滤光片或多滤光片组合，辐照光源的出射光路上设置有单一滤光片或多滤光片组合。通过在成像器的光路上设置滤光片和/或在辐照光源的出射光路上设置滤光片的方法或成像器与辐照光源滤光片的组合使用，实现多光谱成像，获取产品质量瑕疵的特征光谱图像。成像器与辐照光源以不同的空间姿态布置，对目标表面垂直成像时，辐照光源使用较大的入射角，避免光亮表面材料的镜面反射干扰，增强表面瑕疵的信息。

进一步地，检测装置可以包括图像处理器、控制器、拍摄设备。

其中，图像处理器被配置来处理由成像器产生的图像。拍摄设备可以是分辨率高于成像器的拍摄装置，或者称之为另一种类型的成像器。换言之，对于整个检测装置而言，成像器可以有1组或多组，以便根据需要被配置而获取被检测对象不同观察角以及多几何分辨率和多光谱的图像。

其中，控制器可获得由图像处理器反馈的被处理的图像的信息，并控制拍摄设备对被处理的图像作瑕疵分析。例如，成像器获得每幅图像都被基于相机镜头的畸变参数和弧形成像面进行几何校正，然后对产品瑕疵进行识别、量测、分类，定位，并将瑕疵的图像坐标转换为产品的参考位置坐标，将瑕疵坐标连同产品瑕疵信息发送到控制系统，由控制系统控制后面设置的具有更高分辨率的相机(拍摄设备)对某些瑕疵进行更高分辨率局部高分辨率成像，获得更为精细的瑕疵信息。

控制器可以是各种能够进行一定数据存储和处理的电子元器件或其集合。例如，中央处理器(CPU)、微控制单元(MCU)、可编辑逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)、工业控制计算机(IPC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或计算机设备等等。

转动机构能够提供成像器201连接的着力点和固定、安置空间/区域。换言之，成像器201是附连于转动机构的。如前述，转动机构能够进行转动，并相应地提供驱动力使成像器201被驱动按照期望的模式运动。转动机构可以是独立的单一运动构件，其能够进行旋转运动(360°)。即其具有一个确定和固定的转动(旋转)中心。或者，转动机构也可以是能够相互独立或配合的多个运动构件的组合体。例如，转动机构包括两个旋转部件。该两个旋转部件可以一并运动(也可以分别独立地旋转，且可以根据需要进行配合运动)。

就功能上而言，转动机构能够驱动成像器201随着移动物体100同步运动。转动机构的运动与否并不以移动物体100为尺度，即其可以独立地自由转动。移动物体100运动时，转动机构可以被选择进行转动，也可以不进行转动。一般地，转动机构可以与移动物体100一起开始运动，或转动机构提前于移动物体100开始运动。相似地，转动机构可以与移动物体100一起停止运动，或者转动机构落后于移动物体100停止运动。

而为了使成像器201可以获得对移动物体100的清晰(没有运动模糊)图像，因此，转动机构可以保持成像器201与移动物体100的待成像区域相对静止，从而得以使成像器201获得对移动物体100的待成像区域的没有运动模糊的图像。其中，移动物体100的待成像区域可以是其全部的表面或者局部的表面。而对应于成像区域的选择，则可以相应地对成像器201的数量、布局方式进行考虑，并进行相应的布置。例如，在任意时刻，成像器201的成像区域包括移动物体100的截面的全部区域。

根据移动物体100的结构形式，转动机构被构造为相应的结构且成像器201也进行相应的布局，以便能够使成像器201获得适当成像区域，且使该成像区域可以覆盖在移动物体100表面。根据运动轨迹的区分，成像器201能够被转动机构驱动沿第一轨迹运动或第二轨迹运动。其中，第一轨迹为圆周的第一封闭环。第一封闭环的圆的直径大小可以按照需要设计，本申请不做具体限定。第二轨迹为圆弧和直线的组合构成的第二封闭环。在一种示例中，第二封闭环呈键槽(在轴上或孔内加工出一条与键相配的槽，用来安装键，以传递扭矩，这种槽就叫键槽)型结构，同步带是常见的一种结构。或者，作为一种形象的描述，第二封闭环是对长方形的相对的两个宽边作了相切圆弧形成的形状，长方形长边是一种具有刚性的结构。

作为示例，转动机构包括转动体，转动体的数量可以是一个或多个(如两个、三个、四个、五个等等数量)。转动机构可以是仅具有转动体；或者，转动机构包括有转动体之外的其他构件/部件等。这样的其他构件可以是连接件(如果螺栓、螺母、卡箍等等)。基于成像器201的布局需要，成像器201(一个或多个)可以直接或间接地连接于转动体。

作为可选的(可替代的)具体实现方式，如参阅图1所示：转动机构包括运动环204、第一转动件202、第二转动件203。并且，第一转动件202、第二转动件203套设并张紧运动环204。其中，运动环204可以选择为环形的皮带或履带，履带在垂直环形运动方向是刚性的，便于保持成像器的安装姿态稳定。相应地，第一转动件202和第二转动件203可以选择为皮带轮(同步带)。在这样的示例中，作为皮带轮的第一转动件202和第二转动件203的直径可以是相同，也可以是不同的。如，第一转动件202的直径大于第二转动件203；或者，第一转动件202的直径小于第二转动件203。其中，第一转动件202和第二转动件203分别独立地选自主动构件或被动构件。例如，转动件是连接在电机的输出轴，并由输出轴驱动进行旋转。或者，转动件通过轴承安装一个支撑轴，作为主动构件的转动件驱动通过轴承安装的作为被动构件的转动件。当第一转动件202和第二转动件203均为被动构件时，显然地，需要另外配备驱动装置，如各种电机，通过联轴器等进行连接传动。

对于以上的皮带轮组合结构的示例的转动机构，成像器201连接于运动环204。成像器201可以有多个，且在运动环204的全长范围内均匀地分布。因此，当两个转动件张紧时，在第一转动件202和第二转动件203之间的区域，运动环204在刚性支撑下形成直线形状，如此，连接在运动环204的该区域的成像器201也可以在容许误差内按照直线趋势运动。在运动环204的下方一定距离(可以自由地设定，以不与成像器201接触为宜)内，待测物体(移动物体100)也可以按照直线趋势运动。在第一转动件202和第二转动件203之间的区域的成像器201与待测物体具有相同的运动速度(速率、方向)时，成像器201与待测物体是相对静止的。基于此，第一转动件202和第二转动件203能够共同转动而带动运动环204并驱动成像器201与移动物体100同步运动，使成像器201能够获得对移动物体100的待成像区域的没有运动模糊的图像。

在以上的示例中，转动体可以是以第一转动件202、第二转动件203的方式来提供并实施的。相应地，成像器201是间接(经由中间件)地连接在转动体的。即成像器201通过运动环204(即前述的中间件)连接在第一转动件202和第二转动件203。

如图2所示，由图1表示的检测装置能够用于实施下述的检测方法：对于不宜弯曲的板状产品表面的检测，在板材的上方设置与板材同向、平行运动的同步带，把面阵相机安装在同步带上，控制板材与同步带运动速度相同，相机与板材相对静止条件下成像，可以获得没有运动模糊的高清晰度图像。其它保持面阵相机与被检测平面同步运动使相机与被检测平面相对静止的成像方法，都在保护之列。需要说明的是，图1中，虚线箭头表示第一转动件202、第二转动件203的转动方向；实线箭头表示运动带的转动方向；空心箭头表示移动物体的运动方向。

作为成像设备的另一种组合是基于多台相机构成对检测对象的横向立体成像组合，可以解析计算出被测对象的三维立体信息。相机镜头可以依据成像要求选择普通镜头或特种镜头，例如远心镜头等。

作为另一种可选的(可替代的)具体实现方式，如参阅图3所示：转动机构包括第一旋转件300。第一旋转件300具有内层和外层的双层结构。即，第一旋转件300包括相互匹配连接为一体的第一内圈体302和第一外圈体301，且两者均为圆筒形、圆柱形结构。第一内圈体302和第一外圈体301共轴，且能够同步地旋转。成像器201连接于第一内圈体302并朝向第一外圈体301(显然，第一内圈体302的直径和第一内圈体302的直径被适当地选择，以便能够预留足够成像器201安装的空间)。另外，可以理解的是：由于成像器201连接在第一内圈体302，且位于第一内圈体302和第一外圈体301之间。同时，成像器201还要能够对移动物体100成像，因此，第一外圈体301可以设置缺口，以便成像器201的视场200能够无碍地穿过缺口而直接对移动物体100成像；或者，第一外圈体301可以采用透明材质制作而成，以便成像器201的视场200能够直接对移动物体100成像。或者，第一外圈体301具有由透明材质制作的透光部。该透光部是第一外圈体的局部，且位于成像器的视场光线路径。透明材质可以是透明树脂、有机玻璃等等。相似地，第二外圈体也可以具有相同或相类似的结构。

对于这样结构的转动机构，移动物体100能够接近或贴附于第一外圈体301运动。在移动物体100能够贴附于第一外圈体301运动的方案，第一外圈体301还可以具有适当的宽度以便能够容纳移动物体100(如带状或片状物)。进一步地，第一外圈体301可以设置凹槽或称卡槽，以便能够允许移动物体100稳定、平顺地运动。

结合成像器201和上述的转动机构，第一旋转件300能够与移动物体100同步运动，使成像器201能够获得对移动物体100的待成像区域的没有运动模糊的图像。

基于以上方案，在进一步的调整技术中，如图3所示，转动机构包括第二旋转件400。即转动机构有第一旋转件300和第二旋转件400。其中，第二旋转件400包括相互匹配连接为一体的第二内圈体402和第二外圈体401，第二内圈体402连接有以朝向第二外圈体401的方式布置的成像器201。换言之，第一旋转件300和第二旋转件400可以具有相同或相似的结构组合和结构特征配合等，但是两者的尺寸可以进行自由的组合和调整(例如，第一内圈体302和第二内圈体402是等直径的/也可以非等直径，第一外圈体301和第二外圈体401是等直径的/也可以非等直径。)。

对于具有第一旋转件300和第二旋转件400的方案，第一外圈体301和第二外圈体401按照预设间距布置，以使成像器201能够对移动物体100的相对的两侧进行成像。即，第一外圈体301和第二外圈体401可以分布在移动物体100的两侧。如此，第一旋转件300和第二旋转件400能够共同转动并驱动成像器201随移动物体100同步运动，使成像器201能够获得对移动物体100的待成像区域的没有运动模糊的图像。另外，在这样的示例中，移动物体100(片材)能够以“之”字形设置在第一外圈体301和第二外圈体401之间。

在上述的方案中，第一旋转件300和第二旋转件400是作为转动体的实例来提供的。相应地，成像器201是直接地连接在转动体的。即不同的多个成像器201分别连接在第一旋转件300的第一内圈体302、第二旋转件400的第二内圈体402。

在如前文字记载以及图3所示的结构中，检测装置具有共计16个成像器(面阵相机)，第一旋转件300和第二旋转件400分别具有八个成像器。在另一种实施方式中，如图4所示，检测装置具有共计2个成像器(面阵相机)，第一旋转件300和第二旋转件400分别具有1个成像器。

与上述检测装置相配合地，示例中还提出了一种移动物体100的检测方法(或称：适应高速运动下柔性片状产品表面高分辨率成像的方法)，用于对移动物体100的表面进行检测。

检测方法包括：

获得移动物体100的运动模式，运动模式包括运动速率和运动方向。

设置成像器201，使成像器201能够按照运动模式以相对于移动物体100静止的方式同步运动。

通过成像器201对移动物体100的表面进行成像。

结合图3所示的检测结构，对于具有第一旋转件300和第二旋转件400的检测装置方案，且具有多个成像器201(每个旋转件包括多个相机，一个旋转件中的各个相机可以通过第一电源信号连接滑环602(或者为第一信号连接滑环)进行数据通信和/或电源连接；相应地另一个旋转件中的各个相机可以通过第二电源信号连接滑环601进行数据通信和/或电源连接)，检测方法可以如下实施。滚筒(第一旋转件300和第二旋转件400)在控制系统控制下，具有与待检测柔性带材相同的线速度，相机(成像器201)与滚筒刚性连接，相机跟随滚筒转动，待检测柔性带材在张力下覆盖于滚筒的圆周上，相机相继进入成像区，保持与待检测柔性带材在相对静止关系下成像。多相机覆盖的框幅式图像，完成对移动带材的全部成像。连续的成像图像具有重叠区。每幅图像经过投影变形校正后，进行带材表面瑕疵的自动检测，完成对表面瑕疵的分类与量测、定位。上述经过几何校正的图像可以重新镶嵌、分割，便于归档和建立瑕疵信息库，为产品质检处理提供操作参数，对于某种类型的瑕疵，也可以基于坐标信息控制后面的更高分辨率的相机用相对静止的方法进行更高分辨率的成像。

结合图4所示的检测装置，对于具有第一旋转件300和第二旋转件400的检测装置方案，且具有多个成像器201(每个旋转件包括单个相机)，检测方法可以如下实施。滚筒在控制系统控制下，具有与待检测柔性带材相同的线速度，相机与滚筒的轴系滑动连接，相机绕滚筒轴做摆式运动，正摆时相机与滚筒转动同步，保持与待检测柔性带材成像区的相对静止关系下成像，当成像结束后相机反向摆动，回到预定的起点后，相机进入正摆阶段。如此循环作业，完成对移动带材的框幅式成像。连续的成像图像具有重叠区。每幅图像经过投影变形校正后，进行带材表面瑕疵的自动检测，完成对表面瑕疵的分类与量测、定位。上述信息为产品处理提供操作参数。

对应于以上的检测方法和装置，示例中还提供了一种检测系统，其包括图像处理装置、如前述的检测装置。检测装置按照上述结构被构造，且依前述方法进行使用以获得检测对象的图像。进一步地，由检测装置获得图像被图像处理装置处理，以便通过分析获得检测对象的表面瑕疵情况(是否存在瑕疵；如果存在瑕疵，则可以给出瑕疵的分布情况，如密度、位置、形态等等信息)。图像处理装置可以是具有相应的图像处理程序的计算机设备。该图像处理装置可以人工辅助或由程序控制进行自动化处理图像。

基于上述的检测装置，示例中可以提供一种检测系统。检测系统包括多个上述的检测装置，且全部的检测装置相互配合呈多级布置。其中，前一级检测装置检测的瑕疵能够被下一级的检测装置可选通过对应的几何分辨率和/或多光谱成像，以测量所有的产品瑕疵参数。

有别于通过手持检测物体通过目视等方式进行检测，通过将成像器与检测物体(移动物体)同步地按照相同的方式运动，从而使两者达到相对静止的状态，从而可以获得运动物体的表面图像，以便获得其是否存在或存在何种瑕疵、缺陷。

进一步地，本申请示例中所提供的检测方法和装置采用与柔性片状物同步运动的成像设备(如面阵相机)，并且在两者相对静止的情况下对成像区域进行成像，从而能够获得精度更高、没有运动模糊的图像，以便于获悉检测对象的表面瑕疵问题。

进一步地，本申请示例中所提供的检测方法和装置用于对在成像区域内同步运动的三维目标成像，在两者相对静止的情况下能够获得精度更高、没有运动模糊的三维立体图像，以便于获悉检测对象的三维表面的瑕疵问题。

进一步地，本申请示例中所提供的检测方法和装置可以用于对非柔性材料表面在相对静止的情况下对成像区域进行成像，从而能够获得精度更高、没有运动模糊的图像，以便于获悉检测对象的表面瑕疵问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测装置，用于对按照给定模式运动的移动物体进行表面检测，其特征在于，所述检测装置包括：

成像器与辐照光源，辐照光源照射成像目标及区域，所述成像器被构造来对所述移动物体的表面反射能量或从背面透射的能量进行成像；

转动机构，所述成像器附连于所述转动机构，所述转动机构被构造来驱动所述成像器随着所述移动物体同步运动，并保持所述成像器与所述移动物体的待成像区域相对静止，以使所述成像器获得对所述移动物体的待成像区域的没有运动模糊的图像。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述转动机构包括转动体，所述成像器直接或间接地连接于所述转动体，所述成像器能够被所述转动机构驱动沿第一轨迹运动或第二轨迹运动，其中，所述第一轨迹为圆周的第一封闭环，所述第二轨迹为圆弧和直线的组合构成的第二封闭环。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，辐照光源与成像器和成像区域呈期望的空间分布关系，成像器的光路上设置有单一滤光片或多滤光片组合，辐照光源的出射光路上设置有单一滤光片或多滤光片组合。

4.一种检测装置，用于对按照给定模式运动的移动物体进行表面检测，其特征在于，所述检测装置包括：

成像器，所述成像器被构造来对所述移动物体的表面进行成像；

转动机构，所述转动机构包括运动环、第一转动件、第二转动件，所述第一转动件、第二转动件套设并张紧所述运动环，所述成像器连接于所述运动环，所述第一转动件和所述第二转动件能够共同转动而带动所述运动环并驱动所述成像器与所述移动物体同步运动，使所述成像器能够获得对所述移动物体的待成像区域的没有运动模糊的图像。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述第一转动件和所述第二转动件分别独立地选自主动构件或被动构件。

6.一种检测装置，用于对按照给定模式运动的移动物体进行表面检测，其特征在于，所述检测装置包括：

成像器，所述成像器被构造来对所述移动物体的表面进行成像；

转动机构，所述转动机构包括第一旋转件，所述第一旋转件包括相互匹配连接为一体的第一内圈体和第一外圈体，所述成像器连接于所述第一内圈体并朝向所述第一外圈体，所述移动物体能够接近或贴附于所述第一外圈体运动，所述第一旋转件能够与所述移动物体同步运动，使所述成像器能够获得对所述移动物体的待成像区域的没有运动模糊的图像。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述转动机构包括第二旋转件，所述第二旋转件包括相互匹配连接为一体的第二内圈体和第二外圈体，所述第二内圈体连接有以朝向所述第二外圈体的方式布置的成像器；

所述第一外圈体和所述第二外圈体按照预设间距布置，以使所述成像器能够对所述移动物体的相对的两侧进行成像；

所述第一旋转件和所述第二旋转件能够共同转动并驱动所述成像器随所述移动物体同步运动，使所述成像器能够获得对所述移动物体的待成像区域的没有运动模糊的图像。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述第一内圈体和所述第二内圈体是等直径的或非等直径的，所述第一外圈体和所述第二外圈体是等直径的或非等直径的。

9.一种检测系统，其特征在于，所述检测系统包括多个如权利要求1～3中任意一项所述的检测装置，全部的检测装置相互配合呈多级布置；

其中，前一级检测装置检测的瑕疵能够被下一级的检测装置可选通过对应的几何分辨率和/或多光谱成像，以测量所有的产品瑕疵参数。

10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括图像处理装置，所述图像处理装置被配置来对由所述检测装置采集和反馈的图像进行图像识别。