表面检测装置和表面检测方法实用新型专利

专利名称：表面检测装置和表面检测方法

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202210401892.0

专利申请（专利权）人：杭州海康机器人股份有限公司
权利人地址：浙江省杭州市滨江区丹枫路399号2号楼B楼304室

专利发明（设计）人：张华林,毛增涛,曲亚楠

专利摘要：本申请公开了一种表面检测装置和表面检测方法。基于本申请，检测光可以包括偏振方向不同的第一检测光和第二检测光，其中，第一检测光产生的第一反射光、以及由第二检测光产生的第二反射光中从物体表面直接反射成像的漫反射光的光线特性基本相同，并且，由于多级反射光具有趋近于镜面反射光的特性，因而第一反射光和第二反射光中的多级反射光分别保留了第一检测光和第二检测光的不同偏振特性，从而，第一反射光和第二反射光中的漫反射光可以在第一检测图像和第二检测图像中形成共性图像特征、多级反射光通过偏振过滤而被差异化成像，进而，通过寻求第一检测图像和第二检测图像中的共性图像特征、排除差异化图像特征，可以提高检测的准确度。

主权利要求：
1.一种表面检测装置，其特征在于，包括：
光源模组，用于分别产生第一检测光和第二检测光，其中，所述第一检测光用于在检测对象的对象表面的目标区域形成第一反射光，所述第二检测光用于在所述目标区域形成第二反射光，所述第一检测光和所述第二检测光的光轴重合，并且，所述第一检测光和所述第二检测光的偏振方向不同；
过滤组件，用于对所述第一反射光和所述第二反射光进行偏振过滤；
成像模组，用于基于偏振过滤后的所述第一反射光成像得到第一检测图像，并且，基于偏振过滤后的所述第二反射光成像得到第二检测图像；
其中，所述过滤组件对所述第一反射光和所述第二反射光进行的偏振过滤，使所述第一反射光和所述第二反射光中的多级反射光在所述成像模组差异化成像；
处理模组，用于基于所述第一检测图像和所述第二检测图像，确定所述对象表面的表面特征，其中，所述第一检测图像和所述第二检测图像中的共性图像特征用于表征所述表面特征，并且，所述共性图像特征是基于所述第一反射光和所述第二反射光中直接反射至所述成像模组的漫反射光成像得到的。
2.根据权利要求1所述的表面检测装置，其特征在于，所述光源模组包括：第一光发生器，用于产生在第一偏振方向上偏振的所述第一检测光；
第二光发生器，用于产生在第二偏振方向上偏振的所述第二检测光；
光轴校准构件，用于将所述第一检测光和所述第二检测光在相同的光轴位置射出；
其中，所述第一光发生器和所述第二光发生器被配置为分时启动。
3.根据权利要求1所述的表面检测装置，其特征在于，所述光源模组包括：第三光发生器，用于产生在第一偏振方向上偏振的第一检测光；
其中，响应于产生所述第一检测光的第一时刻到达，所述第一检测光被射向所述目标区域；
并且，响应于产生所述第二检测光的第二时刻到达，在所述第一偏振方向上偏振的所述第一检测光被偏振转换构件转换为在第二偏振方向上偏振的所述第二检测光，并且，所述第二检测光被射向所述目标区域。
4.根据权利要求3所述的表面检测装置，其特征在于，所述光源模组进一步包括：光轴校准构件，用于将所述第一检测光和所述第二检测光在相同的光轴位置射出，其中，所述偏振转换构件布置在所述第三光发生器与所述光轴校准构件之间的光路之外；
光束旁路组件，用于响应于所述第一时刻到达而避让射向所述光轴校准构件的所述第一检测光；以及，响应于所述第二时刻到达，将射向所述光轴校准构件的所述第一检测光旁路至所述偏振转换构件，并且，将所述偏振转换构件转换得到的所述第二检测光投射回所述光轴校准构件。
5.根据权利要求3所述的表面检测装置，其特征在于，
所述偏振转换构件被配置为：对所述第一检测光的偏振方向转换响应于所述第一时刻到达而失效，并且，对所述第一检测光的偏振方向转换响应于所述第二时刻到达而生效。
6.根据权利要求2或4所述的表面检测装置，其特征在于，所述光轴校准构件包括合束镜。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的表面检测装置，其特征在于，所述光源模组进一步包括光束束形构件，用于将所述第一检测光和所述第二检测光的光束截面转换为预设形状。
8.根据权利要求7所述的表面检测装置，其特征在于，
所述光束束形构件包括一字光斑透镜，所述一字光斑透镜用于将所述第一检测光和所述第二检测光的光束截面转换为线形形状。
9.根据权利要求1所述的表面检测装置，其特征在于，
所述过滤组件包括偏振片；
其中，所述偏振片布置在所述成像模组接收所述第一反射光和所述第二反射光的光路中；
并且，所述偏振片的偏振化方向与所述第一检测光和所述第二检测光中的任意一个的偏振方向相同，以使得所述多级反射光在所述成像模组差异化成像。
10.一种表面检测方法，其特征在于，包括：
获取对第一反射光成像得到的第一检测图像、以及对第二反射光成像得到的第二检测图像，其中，所述第一反射光是第一检测光在检测对象的对象表面的目标区域形成的，所述第二反射光是第二检测光在所述目标区域形成的，所述第一检测光和所述第二检测光的光轴重合，所述第一检测光和所述第二检测光的偏振方向不同，并且，所述第一反射光和所述第二反射光中的多级反射光通过偏振过滤而在所述第一检测图像和所述第二检测图像中差异化成像；
基于所述第一检测图像和所述第二检测图像，确定所述对象表面的表面特征，其中，所述第一检测图像和所述第二检测图像中的共性图像特征用于表征所述表面特征，并且，所述共性图像特征是基于所述第一反射光和所述第二反射光中直接反射成像的漫反射光确定的。 说明书 : 表面检测装置和表面检测方法技术领域[0001] 本申请涉及表面检测技术，特别涉及一种表面检测装置和表面检测方法。背景技术[0002] 物体表面可能会由于例如划伤、碰撞等原因而存在凹凸不平的表面缺陷，并且，此类的表面缺陷往往是细微且不易被观察到的。[0003] 为了检测上述的表面缺陷，可以在物体表面产生检测光，并且，检测光在物体表面形成的反射光可以被成像模组接收并成像。其中，物体表面的表面特征会影响反射光在成像模组的成像位置，因此，根据反射光在成像模组的成像位置，可以确定物体表面的表面特征。例如，根据反射光在成像模组的成像位置，可以确定物体表面的深度信息，该深度信息用于表征表面特征的凹凸程度。从而，根据物体表面的表面特征，可以确定该物体表面是否存在表面缺陷。[0004] 然而，对于带有指定造型、或安装结构等结构特征多的物体而言，检测光在某处物体表面形成的反射光，可能会被相邻的结构特征二次反射或多次反射后才到达成像模组。其中，不同于从物体表面直接反射至成像模组的反射光，经二次反射或多次反射的多级反射光在成像模组的成像位置并不能真正反应表面特征，因此，经二次反射或多次反射的多级反射光也可以被称为多级反射光(也可称为乱反射光)，并且，多级反射光会在成像模组产生的图像中形成图像噪声，由多级反射光导致的图像噪声会严重干扰成像模组得到的图像质量，从而干扰对表面特征的确定，导致检测的准确度不高。发明内容[0005] 在本申请的实施例中，提供了一种表面检测装置和表面检测方法，有助于提高对表面特征的检测准确度。[0006] 在一个实施例中，提供了一种表面检测装置，包括：[0007] 光源模组，用于分别产生第一检测光和第二检测光，其中，所述第一检测光用于在检测对象的对象表面的目标区域形成第一反射光，所述第二检测光用于在所述目标区域形成第二反射光，所述第一检测光和所述第二检测光的光轴重合，并且，所述第一检测光和所述第二检测光的偏振方向不同；[0008] 过滤组件，用于对所述第一反射光和所述第二反射光进行偏振过滤；[0009] 成像模组，用于基于偏振过滤后的所述第一反射光成像得到第一检测图像，并且，基于偏振过滤后的所述第二反射光成像得到第二检测图像；[0010] 其中，所述过滤组件对所述第一反射光和所述第二反射光进行的偏振过滤，使所述第一反射光和所述第二反射光中的多级反射光在所述成像模组差异化成像；[0011] 处理模组，用于基于所述第一检测图像和所述第二检测图像，确定所述对象表面的表面特征，其中，所述第一检测图像和所述第二检测图像中的共性图像特征用于表征所述表面特征，并且，所述共性图像特征是基于所述第一反射光和所述第二反射光中直接反射至所述成像模组的漫反射光成像得到的。[0012] 可选地，所述光源模组包括：第一光发生器，用于产生在第一偏振方向上偏振的所述第一检测光；第二光发生器，用于产生在第二偏振方向上偏振的所述第二检测光；光轴校准构件，用于将所述第一检测光和所述第二检测光在相同的光轴位置射出；其中，所述第一光发生器和所述第二光发生器被配置为分时启动。[0013] 可选地，所述光源模组包括：第三光发生器，用于产生在第一偏振方向上偏振的第一检测光；其中，响应于产生所述第一检测光的第一时刻到达，所述第一检测光被射向所述目标区域；并且，响应于产生所述第二检测光的第二时刻到达，在所述第一偏振方向上偏振的所述第一检测光被偏振转换构件转换为在第二偏振方向上偏振的所述第二检测光，并且，所述第二检测光被射向所述目标区域。[0014] 可选地，所述光源模组进一步包括：光轴校准构件，用于将所述第一检测光和所述第二检测光在相同的光轴位置射出，其中，所述偏振转换构件布置在所述第三光发生器与所述光轴校准构件之间的光路之外；光束旁路组件，用于响应于所述第一时刻到达而避让射向所述光轴校准构件的所述第一检测光；以及，响应于所述第二时刻到达，将射向所述光校准构件的所述第一检测光旁路至所述偏振转换构件，并且，将所述偏振转换构件转换得到的所述第二检测光投射回所述光轴校准构件。[0015] 可选地，所述偏振转换构件被配置为：对所述第一检测光的偏振方向转换响应于所述第一时刻到达而失效，并且，对所述第一检测光的偏振方向转换响应于所述第二时刻到达而生效。[0016] 可选地，所述光轴校准构件包括合束镜。[0017] 可选地，所述光源组件进一步包括光束束形构件，用于将所述第一检测光和所述第二检测光的光束截面转换为预设形状。[0018] 可选地，所述光束束形构件包括一字光斑透镜，所述一字光斑透镜用于将所述第一检测光和所述第二检测光的光束截面转换为线形形状。[0019] 可选地，所述过滤组件包括偏振片；其中，所述偏振片布置在所述成像模组接收所述第一反射光和所述第二反射光的光路中；并且，所述偏振片的偏振化方向与所述第一检测光和所述第二检测光中的任意一个的偏振方向相同，以使得所述多级反射光在所述成像模组差异化成像。[0020] 在另一个实施例中，提供了一种表面检测方法，包括：[0021] 获取对第一反射光成像得到的第一检测图像、以及对第二反射光成像得到的第二检测图像，其中，所述第一反射光是第一检测光在检测对象的对象表面的目标区域形成的，所述第二反射光是第二检测光在所述目标区域形成的，所述第一检测光和所述第二检测光的光轴重合，所述第一检测光和所述第二检测光的偏振方向不同，并且，所述第一反射光和所述第二反射光中的多级反射光通过偏振过滤而在所述第一检测图像和所述第二检测图像中差异化成像；[0022] 基于所述第一检测图像和所述第二检测图像，确定所述对象表面的表面特征，其中，所述第一检测图像和所述第二检测图像中的共性图像特征用于表征所述表面特征，并且，所述共性图像特征是基于所述第一反射光和所述第二反射光中直接反射成像的漫反射光确定的。[0023] 基于上述实施例，对检测对象的对象表面产生的检测光可以包括光轴重合、且偏振方向不同的第一检测光和第二检测光，其中，第一检测光产生的第一反射光、以及由第二检测光产生的第二反射光中从物体表面直接反射成像的漫反射光的光线特性基本相同；并且，若第一反射光和第二反射光中存在经二次反射或多次反射引发的多级反射光，则，由于二次反射或多次反射会导致多级反射光趋近于镜面反射光的特性，即，第一反射光和第二反射光中的多级反射光分别保留了第一检测光和第二检测光的不同偏振特性，从而，第一反射光和第二反射光中的漫反射光可以在第一检测图像和第二检测图像中形成共性图像特征，并且，第一反射光和第二反射光中的多级反射光会由于分别沿袭了第一检测光和第二检测光中的不同偏振方向，因而可以通过过滤组件的偏振过滤而被差异化成像。进而，通过寻求第一检测图像和第二检测图像中的共性图像特征、排除差异化图像特征，可以确定对象表面的表面特征、并减小多级反射光的影响，提高检测的准确度。附图说明[0024] 以下附图仅对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围：[0025] 图1为本申请实施例依据的检测原理的示意图；[0026] 图2为本申请的一个实施例中的表面检测装置的示例性结构示意图；[0027] 图3为如图2所示的表面检测装置中的光源模组的第一实例结构示意图；[0028] 图4为如图2所示的表面检测装置中的光源模组的第二实例结构示意图；[0029] 图5为如图2所示的表面检测装置中的光源模组的第三实例结构示意图；[0030] 图6为如图2所示的表面检测装置中的成像模组的实例结构示意图；[0031] 图7为本申请的另一个实施例中的表面检测方法的示例性流程示意图。具体实施方式[0032] 为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请进一步详细说明。[0033] 图1为本申请实施例依据的检测原理的示意图。在图1中，检测光出光位置P1、反射光入光位置P2、以及检测光在检测对象的对象表面S0产生反射光的光反射位置P3，其中，检测光出光位置P1、反射光入光位置P2以及光反射位置P3之间呈三角分布，并且，经过反射光入光位置P2的反射光可以产生在感光阵列300成像。[0034] 通常情况，检测光出光位置P1和反射光入光位置P2是预先部署、且固定不变的，而光反光位置P3则是随着对象表面S0的凹凸深度的不同而相应改变的，因此，光反射位置P3形成的光反射角度θ也会随着光反射位置P3的改变而相应改变，从而导致反射光在感光阵列300的产生位置改变。[0035] 例如，图1中以实线示出了对象表面S0平坦时的反射路径、并以虚线示出了对象表面S0凸起时的光路，并且，这两个光路的光反射角度θ、以及在感光阵列300的反射光产生位置是不同的，这种产生位置的不同即可表征对象表面S0在平坦和凸起时的深度差幅。[0036] 本申请的实施例所实施的表面检测，可以基于如图1所示的原理，并且，由于检测光出光位置P1、反射光入光位置P2以及光反射位置P3之间呈三角分布，因此，该原理也可以被称为“三角法”原理。[0037] 图2为本申请的一个实施例中的表面检测装置的示例性结构示意图。请参见图2，该实施例中的表面检测装置可以包括基于“三角法”实现表面检测的光源模组20和成像模组30，例如，成像模组30的光轴与光源模组20的光轴呈45度或其他角度，并且，光源模组20的光轴可以垂直于对象表面S0或与对象表面呈其他角度值的夹角。另外，该实施例中的表面检测装置还可以包括处理模组50和过滤组件60。[0038] 光源模组20可以产生第一检测光L1和第二检测光L2，例如，光源模组20可以包括作为光源的光束发生组件200、以及用于响应于光源的能量激励而产生检测光的光学镜组210。其中，光束发生组件200可以包括例如激光器等能够提供光源的光源器件，光束发生组件200可以分时产生第一检测光L1和第二检测光L2，并且，图1中的检测光出光位置P1可以位于光源模组20的光学镜组210。[0039] 在该实施例中，光源模组20用于分别产生第一检测光L1和第二检测光L2，其中，第一检测光L1用于在检测对象的对象表面S0的目标区域形成第一反射光R1，第二检测光L2用于在检测对象的对象表面S0的目标区域形成第二反射光R2，第一检测光L和第二检测光L2的光轴重合，并且，第一检测光L1和第二检测光L2的偏振方向不同。例如，第一检测光L1在第一偏振方向上偏振，第二检测光L2在第二偏振方向上偏振，并且，第一偏振方向和第二偏振方向相交，优选地，第一偏振方向和第二偏振方向可以相互垂直。[0040] 在该实施例中，光源模组20产生的第一检测光L1和第二检测光L2可以具有线形的光束截面形状，该光束截面形状也是第一检测光L1和第二检测光L2在检测对象表面的投影形状，即，第一检测光L1和第二检测光L2可以为线光束。其中，线形的线长方向可以是该线形延伸的长度方向，并且，线形的线长方向可以是垂直于图2所在纸面的方向；线形的线宽方向可以是垂直于该线形的长度方向的宽度方向，并且，线形的线宽方向可以是图2中的水平方向。并且，第一检测光L1和第二检测光L2可以在线长方向上覆盖对象表面S0，当对象表面S0沿着图2所示的水平方向移动时，第一检测光L1和第二检测光L2能够沿线宽方向扫描对象表面S0的完整二维表面，相应地，上述的对象表面S0的目标区域可以为每个扫描位置处被第一检测光L1和第二检测光L2分时覆盖的线形区域。[0041] 无论第一检测光L1和第二检测光L2的光束截面是何种形状，第一检测光L1产生的第一反射光R1、以及由第二检测光L2产生的第二反射光R2中可以包含从对象表面S0直接反射至成像模组30成像的漫反射光，第一反射光R1和第二反射光R2中的漫反射光的光线特性基本相同，即，偏针特性均较弱；并且，若检测对象具有的结构特征可以引发第一反射光R1和第二反射光R2的二次反射或多次反射，则，第一反射光R1和第二反射光R2中还可能存在经二次反射或多次反射引发的多级反射光，并且，二次反射或多次反射会趋近于镜面反射光的特性，即，第一反射光R1和第二反射光R2中的多级反射光分别保留了第一检测光L1和第二检测光L2的不同偏振特性，从而，第一反射光R1中的多级反射光仍会沿袭第一检测光L1的偏振方向、第二反射光R1中的多级反射光仍会沿袭第二检测光L2的偏振方向。[0042] 过滤组件60用于对第一反射光R1和第二反射光R2进行偏振过滤，并且，成像模组30可以对偏振过滤后的第一反射光R1和第二反射光R2分时成像，即，成像模组30可以响应于第一检测光L1的产生而启动对偏振过滤后的第一反射光R1的成像，并且可以响应于第二检测光L2的产生而启动对偏振过滤后的第二反射光R2的成像。例如，成像模组30可以包括镜头组件310、以及布置在镜头组件310的光路中的感光阵列300。其中，镜头组件310可以包括工业镜头，并且，感光阵列300可以包括CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合器件)或CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)等光感元件，并且，图1中的反射光入光位置P2可以位于镜头组件310。[0043] 在该实施例中，成像模组30用于基于第一反射光R1成像得到第一检测图像，并且，基于第二反射光R2成像得到第二检测图像。[0044] 在该实施例中，若光源模组20产生的第一检测光L1和第二检测光L2为线光束，则，感光阵列300包括的感光元件可以呈二维阵列排列，该二维阵列中的每一列对应线长方向上的一个位置，并且，每一列感光元件中的各感光元件用于表征线长方向上的对应位置处的反射光成像位置。在此情况下，感光阵列300可以覆盖线长方向上的各位置处的反射光成像位置。[0045] 而且，经过过滤组件60对第一反射光R1和第二反射光R2的偏振过滤，第一反射光R1和第二反射光R2中的多级反射光在成像模组30差异化成像。[0046] 例如，过滤组件60包括偏振片61，该偏振片61可以布置在成像模组30接收第一反射光R1和第二反射光R2的光路中，并且，该偏振片61的偏振化方向可以与第一检测光L1和第二检测光L2中的任意一个的偏振方向相同，以使得第一反射光R1和第二反射光R2中的多级反射光在成像模组30差异化成像。[0047] 假设偏振片61的偏振化方向与第一检测光L1的偏振方向相同，则，当第一反射光R1和第二反射光R2中存在多级反射光时：[0048] 第一反射光R1中的多级反射光沿袭了第一检测光L1的偏振方向、并且该偏振方向与偏振片61的偏振化方向相同，因此，第一反射光R1中的多级反射光可以通过偏振片61在成像模组30成像，即，第一反射光R1中的多级反射光可以被正常成像；[0049] 第二反射光R2中的多级反射光沿袭了第二检测光L2的偏振方向、并且该偏振方向与偏振片61的偏振化方向不同，因此，第二反射光R2中的多级反射光难以通过偏振片61在成像模组30成像，即，第二反射光R2中的多级反射光可以被弱化成像；[0050] 从而，第一反射光R1和第二反射光R2中的多级反射光在成像模组30差异化成像。[0051] 同理，若偏振片61的偏振化方向与第二检测光L2的偏振方向相同，则，第一反射光R1和第二反射光R2中的多级反射光同样可以在成像模组30差异化成像。[0052] 也就是，由于二次反射或多次反射趋近于镜面反射，即，第一反射光R1和第二反射光R2中的多级反射光分别保留了第一检测光L1和第二检测光L2的不同偏振特性，从而，第一反射光和第二反射光中从物体表面直接反射成像的漫反射光(即表征物体表面特征的有效光线)可以在第一检测图像和第二检测图像中形成共性图像特征，并且，第一反射光和第二反射光中的多级反射光会由于分别沿袭了第一检测光和第二检测光中的不同偏振方向，因而可以通过过滤组件60的偏振片61的偏振过滤而被差异化成像。[0053] 另外，过滤组件60还可以包括滤光片62，其中，该滤光片62可以为带通滤光片，该滤光片62允许通过的波长范围与光束发生组件200产生的第一检测光L1和第二检测光L2的波长范围相同，以阻止除第一反射光R1和第二反射光R2之外的环境杂光到达偏振片61。例如，第一检测光L1和第二检测光L2可以包括波长在400nm至410nm范围内(优选波长405nm)的蓝紫光，或者，波长在440nm至460nm范围内(优选波长450nm)、或540nm至560nm范围内(优选波长550nm)、或640nm至660nm范围内(优选波长650nm)的激光，其中，波长越短，检测精度越高，相应地，滤光片62阻止除上述波长范围之外的光通过。[0054] 处理模组50可以控制光源模组20分时产生第一检测光L1和第二检测光L2，并且控制成像模组30对第一反射光R1和第二反射光R2分时成像。[0055] 例如，处理模组50可以为处理器，该处理器可以是CPU(CentralProcessingUnit，中央处理单元)、GPU(GraphicsProcessingUnit，图形处理单元)或者例如FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)等可编程逻辑器件。[0056] 在该实施例中，处理模组50用于基于成像模组30成像得到的第一检测图像和所述第二检测图像，确定对象表面S0的表面特征，其中，第一检测图像和第二检测图像中的共性图像特征用于表征对象表面S0的表面特征，并且，第一检测图像和第二检测图像中的共性图像特征是基于第一反射光R1和第二反射光R2中直接反射至成像模组30的漫反射光成像确定的。[0057] 也就是，处理模组50可以通过寻求第一检测图像和第二检测图像中的共性图像特征、排除差异化图像特征，确定对象表面S0的表面特征、并减小多级反射光的影响，从而可以提高检测的准确度。[0058] 在该实施例中，若光源模组20产生的第一检测光L1和第二检测光L2为线光束，并且，感光阵列300可以覆盖线长方向上的各位置处的反射光的成像位置，则，处理模组50可以确定线长方向上的各位置处的表面特征。在对象表面S0沿着图2所示的水平方向移动的期间内，每次利用第一检测光L1和第二检测光L2分时扫描的线长方向上的各位置处的表面特征可以认为是一组二维数据，随着扫描对象表面S0的完整二维表面后，处理模组50可以将各次扫描得到的二维数据以3D(三维)点云图像数据的形式输出。[0059] 另外，该实施例中的表面检测装置还可以包括外壳支架(未在图2中示出)，该外壳支架用于固定光源模组20和成像模组30、并装设处理模组50，并且，该外壳支架可以是有利于散热的金属框架。[0060] 图3为如图2所示的表面检测装置中的光源模组的第一实例结构示意图。请参见图3，在第一实例结构中，第一检测光L1和第二检测光L2可以被彼此独立地提供，具体地，光源模组20可以包括：[0061] 第一光发生器20a，用于产生在第一偏振方向上偏振的第一检测光L1；[0062] 第二光发生器20b，用于产生在第二偏振方向上偏振的第二检测光L2；[0063] 其中，第一光发生器20a和第二光发生器20b被配置为分时启动。例如，第一光发生器20a和第二光发生器20b可以都可以选用半导体激光器，并且，第一光发生器20a和第二光发生器20b可以响应于处理组件50产生的控制信号而被分时启动。[0064] 仍参见图3，第一实例结构中，光源模组20的光学镜组210可以包括光轴校准构件211，用于将第一检测光L1和第二检测光L2在相同的光轴位置射出，以确保第一检测光L和第二检测光L2的光轴重合。例如，光轴校准构件211可以包括合束镜，可以理解的是，第一检测光L1和第二检测光L2并不是同时射入合束镜合并为一路光束，而是分时射入合束镜、并使第一检测光L1和第二检测光L2的光轴保持在合束镜的合束光轴。图3中以合束镜可以选用半反半透分光棱镜为例，即，第一检测光L1沿合束镜的合束光轴直线透射、垂直于合束光轴的第二检测光L2被合束镜反射在合束光轴上。[0065] 图4为如图2所示的表面检测装置中的光源模组的第二实例结构示意图。请参见图4，在第二实例结构中，第二检测光L2可以基于对第一检测光L1的处理而被得到，具体地，光源模组20可以包括：[0066] 第三光发生器20c，用于产生在第一偏振方向上偏振的第一检测光L1；[0067] 其中，响应于产生第一检测光L1的第一时刻到达，第一检测光L1被射向检测对象的对象表面的目标区域；[0068] 并且，响应于产生第二检测光L2的第二时刻到达，在第一偏振方向上偏振的第一检测光L被光学镜组210中的偏振转换构件213转换为在第二偏振方向上偏振的第二检测光，并且，第二检测光L2被射向检测对象的对象表面的目标区域。[0069] 在图4中，光源模组20的光学镜组210还可以包括：[0070] 光轴校准构件211，用于将第一检测光L1和基于第一检测光L1产生的第二检测光L2在相同的光轴位置射出，其中，偏振转换构件213可以布置在第三光发生器20c与光轴校准构件211之间的光路之外；[0071] 光束旁路组件215，用于响应于产生第一检测光L1的第一时刻到达，避让射向光轴校准构件211的第一检测光L1；以及，响应于产生第二检测光L2的第二时刻到达，将射向光校准构件的第一检测光L1旁路至偏振转换构件213，并且，将偏振转换构件213转换得到的第二检测光L2投射回光轴校准构件211。[0072] 例如，光束旁路组件215可以包括第一反射镜215a、第二反射镜215b以及第三反射镜215c，其中：[0073] 第一反射镜215a可以响应于产生第一检测光L1的第一时刻到达而避让在第三光发生器20c与光轴校准构件211之间的光路之外，以及，响应于产生第二检测光L2的第二时刻到达，移入第三光发生器20c与光轴校准构件211之间的光路中，以将射向光校准构件的第一检测光L1旁路；[0074] 第二反射镜215b和第三反射镜215c则形成途经偏振转换构件213返回光轴校准构件211的光回路，以使得第一检测光L1可以被偏振转换构件213实施偏振转换、并且使得偏振转换构件213转换得到的第二检测光L2可以被投射回光轴校准构件211。[0075] 再例如，与第一实例结构同理，光轴校准构件211可以包括合束镜，并且，图4中也以合束镜可以选用半反半透分光棱镜为例，即，第一检测光L1沿合束镜的合束光轴直线透射、垂直于合束光轴被投射的第二检测光L2被合束镜反射在合束光轴上。[0076] 请再参见图3和图4，光源模组20的光学镜组210可以进一步包括光束束形构件212，该光束束形构件212位于光轴校准构件211的出光侧，并且，该光束束形构件212用于将第一检测光L1和第二检测光L2的光束截面转换为预设形状。例如，若第一检测光L1和第二检测光L2的光束截面需要被束形为线形，则，光束束形构件212包括一字光斑透镜，该一字光斑透镜可以包括柱面镜或鲍威尔棱镜，并且可以将第一检测光L1和第二检测光L2的光束截面转换为线形形状。[0077] 图5为如图2所示的表面检测装置中的光源模组的第三实例结构示意图。请参见图5，与第二实例结构类似，在第三实例结构中，第二检测光L2仍然可以基于对第三光发生器20c产生的第一检测光L1的处理而被得到，但与第二实例结构不同的是，第三实例结构中的光源模组20除了包括第三光发生器20c和偏振转换构件213之外，可以不包括光束旁路组件215和光轴校准构件211。[0078] 具体地，在如图5所示的第三实例结构中，偏振转换构件213可以被配置为：[0079] 响应于产生第一检测光L1的第一时刻到达而避让在第三光发生器20c的发射光路之外，以使得偏振转换构件213对第一检测光L1的偏振方向转换响应于产生第一检测光L1的第一时刻到达而失效；[0080] 响应于产生第二检测光L2的第二时刻到达而移入第三光发生器20c的发射光路中，以使得偏振转换构件213对第一检测光L1的偏振方向转换响应于产生第二检测光L2的第二时刻到达而生效。[0081] 仍参见图5，在第三实例结构中，光源模组20的光学镜组210也可以进一步包括光束束形构件212，该光束束形构件212位于第三光发生器20c的发射光路中，并且，该光束束形构件212用于将第一检测光L1和第二检测光L2的光束截面转换为预设形状。例如，若第一检测光L1和第二检测光L2的光束截面需要被束形为线形，则，光束束形构件212包括一字光斑透镜，该一字光斑透镜可以包括柱面镜或鲍威尔棱镜，并且可以将第一检测光L1和第二检测光L2的光束截面转换为线形形状。[0082] 除了对光源模组20提供了上述的优化方案之外，在该实施例中，还提供了一种有助于提高成像模组30的成像精度的优化方案。[0083] 图6为如图2所示的表面检测装置中的成像模组的实例结构示意图。请参见图6，在该实施例中，成像模组30的镜头组件310的光轴可以与感光阵列300呈预设的倾角布置，以使得反射光在感光阵列300的成像符合萨姆定律。并且，过滤组件60的光轴可以与镜头组件310的光轴重合。[0084] 图7为本申请的另一个实施例中的表面检测方法的示例性流程示意图。请参见图7，在本申请的另一个实施例中，提供了一种表面检测方法，该表面检测方法可以由前述实施例中的处理模组50执行，或者，也可以由具有数据处理能力任意电子设备执行，并且，该表面检测方法可以包括：[0085] S710：获取对第一反射光成像得到的第一检测图像、以及对第二反射光成像得到的第二检测图像，其中，第一反射光是第一检测光在检测对象的对象表面的目标区域形成的，第二反射光是第二检测光在该目标区域形成的，第一检测光和第二检测光的光轴重合，第一检测光和第二检测光的偏振方向不同，并且，第一反射光和第二反射光中的多级反射光通过偏振过滤而在第一检测图像和第二检测图像中差异化成像。[0086] 本步骤中，对于第一检测图像和第二检测图像的获取，可以采用分时获取的方式。[0087] S730：基于第一检测图像和第二检测图像确定对象表面的表面特征，其中，第一检测图像和第二检测图像中的共性图像特征用于表征检测对象的对象表面的目标区域表面特征，并且，共性图像特征是基于第一反射光和第二反射光中直接反射成像的漫反射光确定的。[0088] 本步骤中，可以通过融合第一检测图像和第二检测图像的方式，获得包含共性图像特征、排除差异化图像特征的融合图像，并且利用融合图像中的图像特征来表征检测对象的对象表面的目标区域的表面特征。[0089] 上述流程可以是针对任意一个目标区域执行一次，对于存在对象表面包含连续分布的多个目标区域的情况，可以每切换一次目标区域就执行一次上述流程。[0090] 在另一个实施例中，还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括处理器，并且，该处理器用于执行如前述实施例所述的表面检测方法。[0091] 在另一个实施例中，还提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，该非瞬时计算机可读存储介质存储指令，这些指令在由处理器执行时用于引发该处理器执行如前述实施例所述的表面检测方法。[0092] 以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

专利地区：浙江

专利申请日期：2022-04-18

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN114689601B