一種圖像采集裝置的制作方法

本發(fā)明屬于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種物體的表面圖像采集裝置。

背景技術(shù)：

目前，在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域中，常常會(huì)遇到需要對(duì)小尺寸的物體表面進(jìn)行檢測(cè)問(wèn)題?，F(xiàn)有的對(duì)小尺寸的物體表面進(jìn)行檢測(cè)的方式是使用面陣相機(jī)拍照檢測(cè)。在檢測(cè)的過(guò)程中，需要對(duì)物體表面進(jìn)行多次、不同視角的采圖，然后將各個(gè)視角的圖像拼接起來(lái)，分析物體表面信息。為了使圖像更好地拼接在一起，需要精準(zhǔn)地控制采圖的頻率。

而目前，對(duì)小尺寸物體進(jìn)行測(cè)量時(shí)，是通過(guò)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)物體進(jìn)行測(cè)量。雖然檢測(cè)裝置相對(duì)簡(jiǎn)單，但手動(dòng)旋轉(zhuǎn)無(wú)法做到精準(zhǔn)控制。一般會(huì)遇到以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，無(wú)法保證勻速旋轉(zhuǎn)；

2.手動(dòng)旋轉(zhuǎn)無(wú)法精確地調(diào)整轉(zhuǎn)速，無(wú)法保證采集的照片圖樣的清晰度；

3.由于圖像的拼接需要一致的采圖頻率，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)拼接后的圖像會(huì)出現(xiàn)重復(fù)區(qū)域或缺失區(qū)域，后期處理復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種圖像采集完整且無(wú)重復(fù)區(qū)域的圖像采集裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是：一種圖像采集裝置，用于采集工件的周向表面圖像信息。所述圖像采集裝置包括依次連接的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、控制器和相機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于安裝工件并帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，所述相機(jī)用于對(duì)工件表面拍照，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還能將工件旋轉(zhuǎn)角度的信號(hào)傳輸給控制器，所述控制器根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)反饋的工件旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)觸發(fā)相機(jī)對(duì)工件拍照，當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)一周，所述控制器能夠控制相機(jī)多次對(duì)工件拍照并采集到工件一周表面的圖像信息。

具體的，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、底座、編碼器和傳動(dòng)裝置，所述底座用于安裝工件，所述電機(jī)與底座以及電機(jī)與編碼器之間通過(guò)傳動(dòng)裝置連接，所述電機(jī)工作能夠帶動(dòng)底座和編碼器的旋轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)，所述底座旋轉(zhuǎn)能夠帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，所述編碼器的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)能夠檢測(cè)獲得工件的旋轉(zhuǎn)角度。

優(yōu)選的，所述傳動(dòng)裝置為同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述傳動(dòng)裝置包括安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的主動(dòng)輪、安裝在底座下部的第一從動(dòng)輪、安裝在編碼器旋轉(zhuǎn)軸上的第二從動(dòng)輪、繞設(shè)在主動(dòng)輪和第一從動(dòng)輪上的第一同步帶和繞設(shè)在主動(dòng)輪和第二從動(dòng)輪上的第二同步帶，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)輪能夠帶動(dòng)第一從動(dòng)輪和第二從動(dòng)輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述主動(dòng)輪為二級(jí)同步帶輪，所述主動(dòng)輪包括與第一同步帶連接的第一主動(dòng)輪部和與第二同步帶連接的第二主動(dòng)輪部，所述第一主動(dòng)輪部、第二主動(dòng)輪部、第一從動(dòng)輪和第二從動(dòng)輪的輪徑相等。

優(yōu)選的，所述電機(jī)為調(diào)速電機(jī)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向可調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的，所述底座為磁性底座，所述底座呈圓臺(tái)型，所述底座的上臺(tái)面上用于安裝工件。

具體的，所述圖像采集裝置內(nèi)設(shè)置有觸發(fā)相機(jī)拍照的間隔角，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)間隔角，所述編碼器發(fā)送脈沖信號(hào)給控制器，所述控制器根據(jù)編碼器的脈沖信號(hào)觸發(fā)相機(jī)拍照。

具體的，所述控制器為PLC控制器。

上下文中所涉及到的前后左右上下等方位詞，是在所述圖像采集裝置的正常使用時(shí)的方位作定義的。

本發(fā)明的范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開(kāi)的（但不限于）具有類(lèi)似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案等。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：采用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，控制器根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的角度控制相機(jī)拍照。本發(fā)明能夠采集到工件完整的一周表面的圖像信息，拍攝工件表面的每張照片對(duì)應(yīng)的視角間隔相等，拍攝工件表面的所有照片之間無(wú)重復(fù)的采集區(qū)域，方便工件表面圖像的拼接。

附圖說(shuō)明

圖1為圖像采集裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖像采集裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主視圖；

圖3為圖像采集裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的左視圖；

圖4為圖像采集裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的俯視圖；

圖5為圖像采集裝置的模塊原理圖；

其中：1、電機(jī)；2、底座；3、編碼器；4、主動(dòng)輪；5、第一從動(dòng)輪；6、第二從動(dòng)輪；7、第一同步帶；8、第二同步帶；31、旋轉(zhuǎn)軸；41、第一主動(dòng)輪部；42、第二主動(dòng)輪部；10、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；20、控制器；30、相機(jī)；100、工件。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖5所示，本發(fā)明所述的一種圖像采集裝置，用于采集工件100的周向表面圖像信息。所述圖像采集裝置包括依次連接的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10、控制器20和相機(jī)30。所述控制器20采用PLC控制器。所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10用于安裝工件100并帶動(dòng)工件100旋轉(zhuǎn)。所述相機(jī)30用于對(duì)工件100表面拍照。所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10還能將工件100旋轉(zhuǎn)角度的信號(hào)傳輸給控制器20，所述控制器20根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10反饋的工件100旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)觸發(fā)相機(jī)30對(duì)工件100拍照。當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10帶動(dòng)工件100旋轉(zhuǎn)一周，所述控制器20能夠控制相機(jī)30多次對(duì)工件100拍照并采集到工件100一周表面的圖像信息。

具體的說(shuō)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10包括電機(jī)1、底座2、編碼器3和傳動(dòng)裝置。所述底座2用于安裝工件100。所述底座2為磁性底座，所述底座2呈圓臺(tái)型，所述底座2的上臺(tái)面上用于安裝工件100。磁性底座能夠方便安裝鐵磁性的工件100。工件100無(wú)需用緊固件機(jī)械式的固定在底座2上，只需放置在底座2的上臺(tái)面上就能很好地保證工件100隨底座2一起運(yùn)動(dòng)，而且拆卸時(shí)也非常方便，適合流水線(xiàn)的作業(yè)。底座2的上臺(tái)面能夠適應(yīng)多種尺寸的工件100，適應(yīng)性強(qiáng)。

所述電機(jī)1在本實(shí)施例中選擇的是調(diào)速電機(jī)。電機(jī)1的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向可調(diào)節(jié)，這樣能夠調(diào)整電機(jī)1的轉(zhuǎn)速以配合相機(jī)30拍攝工件100的頻率。

所述電機(jī)1與底座2以及電機(jī)1與編碼器3之間通過(guò)傳動(dòng)裝置連接。所述電機(jī)1工作能夠帶動(dòng)底座2和編碼器3的旋轉(zhuǎn)軸31同步旋轉(zhuǎn)，所述底座2旋轉(zhuǎn)能夠帶動(dòng)工件100旋轉(zhuǎn)，所述編碼器3的旋轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)能夠檢測(cè)獲得工件100的旋轉(zhuǎn)角度。

本實(shí)施例中，所述傳動(dòng)裝置采用的是同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述傳動(dòng)裝置包括安裝在電機(jī)1轉(zhuǎn)軸上的主動(dòng)輪4、安裝在底座2下部的第一從動(dòng)輪5、安裝在編碼器3旋轉(zhuǎn)軸31上的第二從動(dòng)輪6、第一同步帶7和第二同步帶8。所述主動(dòng)輪4為二級(jí)同步帶輪，所述主動(dòng)輪4包括第一主動(dòng)輪部41和第二主動(dòng)輪部42，所述第一主動(dòng)輪部41、第二主動(dòng)輪部42、第一從動(dòng)輪5和第二從動(dòng)輪6的輪徑相等。所述第一同步帶7繞設(shè)在第一主動(dòng)輪部41和第一從動(dòng)輪5上的第一同步帶7上，所述第二同步帶8繞設(shè)在第二主動(dòng)輪42和第二從動(dòng)輪6上。當(dāng)電機(jī)1帶動(dòng)主動(dòng)輪4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)輪4能夠帶動(dòng)第一從動(dòng)輪5和第二從動(dòng)輪6同步轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，就能保證編碼器3準(zhǔn)確地檢測(cè)到安裝在底座2上的工件100旋轉(zhuǎn)的角度。

所述圖像采集裝置內(nèi)設(shè)置有觸發(fā)相機(jī)30拍照的間隔角θ，當(dāng)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)間隔角θ，所述編碼器3發(fā)送脈沖信號(hào)給控制器20。所述控制器20根據(jù)編碼器3的脈沖信號(hào)觸發(fā)相機(jī)30拍照。這樣工件100旋轉(zhuǎn)一周360°就能轉(zhuǎn)過(guò)多個(gè)間隔角θ，相機(jī)30能夠拍攝多個(gè)視角的工件100表面圖像，將所述的多個(gè)視角的工件100表面圖像依次拼接就能獲得工件100完整的一周表面圖像信息，不會(huì)缺失也不會(huì)重復(fù)，拼接的效果大大提高，方便了后期的處理。本發(fā)明能夠采集到工件100完整的一周表面的圖像信息，拍攝工件100表面的每張照片對(duì)應(yīng)的視角間隔相等。

如上所述，我們完全按照本發(fā)明的宗旨進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并非局限于上述實(shí)施例和實(shí)施方法。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的從業(yè)者可在本發(fā)明的技術(shù)思想許可的范圍內(nèi)進(jìn)行不同的變化及實(shí)施。