CN103644842B - 一种侧窥环视的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种侧窥环视方法和装置，该装置包括主相机和4个环视投影仪，其中，所述主相机用于从被测物体的顶部获取物体的平面信息，并获取含有物体3D信息的条纹光；所述4个环视投影仪用于产生不同角度的条纹光，并将所述不同角度的条纹光打到待测物体上，如果其中一个投影仪的条纹光恰恰与待测物体的边缘平行，将产生3D图象复原产生失真，这时其他的投影仪将产生的条纹光与物体边缘不平行；所述环视投影仪的内部控制条纹光在一个条纹间距内移动，每次移动90度，产生5幅含有物体信息的条纹图像。可以解决3D光学检查装置测量精度低和结构光条纹与被测物体边缘平形时导致的测量失效问题。
Description
技术领域
本发明属于电子制造领域，特别涉及一种侧窥环视的方法和装置。
背景技术
电子产品小型化逐渐成为发展趋势，特别是一些特定的电子产品，如汽车电子相关的音响、可视产品等，受空间限制，要求在体积不变的前提下，不断推出新功能。新功能的增加势必要求有与之对应的新的电路，在电路板面积不变，增加新电路的方法就是将电子部品小型化或做到电子部品的更密集排列。因此，传统接触时测量无法满足要求。要实现电路板高密度装着以及超小型片状电子部品的高度测试，必须采用高精度、非接触式的测试手段。
目前电子行业内，特别是汽车电子产品生产中，广泛使用的自动光学检测（AutomaticOpticInspection，AOI），但是在使用3DAOI在进行3D尺寸测量时，出现的精度不准的问题和测量失效的问题。
发明内容
基于现有技术中存在的上述技术问题。本发明提出了一种侧窥环视方法和装置方法，解决了现有技术中3D光学检查装置测量精度低和结构光条纹与被测物体边缘平形时导致的测量失效问题。
本发明提供了一种侧窥环视装置，包括主相机和4个环视投影仪，其中，所述主相机用于从被测物体的顶部获取物体的平面信息，并获取含有物体3D信息的条纹光；所述4个环视投影仪用于产生不同角度的条纹光，并将所述不同角度的条纹光打到待测物体上，如果其中一个投影仪的条纹光恰恰与待测物体的边缘平行，将产生3D图象复原产生失真，这时其他的投影仪将产生的条纹光与物体边缘不平行；所述环视投影仪的内部控制条纹光在一个条纹间距内移动，每次移动90度，产生5幅含有物体信息的条纹图像。
基于上述的侧窥环视装置，还包括：远心镜头，用于提高主相机的视野范围和降低主相机视野边缘的图像失真。
本发明还提供了一种侧窥环视方法，包括：包含有环视条纹光栅的4个环视条纹投影仪分别向被测物体照射不同角度的条纹光，以确保产生的一条条纹光与物体边缘不平行，所述同一个环视条纹投影仪照射的条纹光是平行的，对被测物体的尺寸信息进行光调制；主相机对调制之后的被测物体图像进行捕获；所述环视条纹投影仪内部控制条纹光沿垂直条纹方向进行快速相偏移动，每次相偏90度，完成一个正弦周期进行5次相偏移动，主相机捕获到5幅图像；所述主相机将5幅图像发送给计算机，计算机根据3D生成算法，对主相机捕获到的5幅图像进行相位匹配和傅立叶反变换，复原3D图像信息。
基于上述的侧窥环视方法，还包括：主照相机借助远心镜头对整个待测物体的拍摄。
基于上述的侧窥环视方法，上述对被测物体的尺寸信息进行光调制，具体为：如果物体表面是平的，生成的条纹光也是平行的，如果物体表面是凸凹的，那么条纹光是曲折变形的，通过条纹光的变形，对被测物体的尺寸信息进行调制。
本发明的有益效果是：可实现3D高精度测量，并克服光条纹与物体边缘平行导致的测量失效。
附图说明
图1为本发明的一种侧窥环视装置的结构示意图；
图2为本发明的4个环视条纹投影仪产生不同夹角的条纹光的示意图；
图3为本发明的正弦光条纹经过5次相偏获得的条纹，相偏90度的示意图；
图4为本发明待测物体的3D复原过程示意图。
图中，1，主相机，2远头镜头，3，环视投影仪，4环视相机，5，被测物体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种侧窥环视装置，包括主相机1、环视相机4、远心镜头2和4个环视投影仪3构成。其中，主相机用于从被测物体的顶部获取物体的平面信息，并获取含有物体3D信息的光条纹。远心镜头用于降低主相机视野边缘的图像失真，保证和相机视野中心的图像具有类似的效果。环视投影仪用于产生不同角度的条纹光，如果其中一个投影仪的光条纹恰恰与物体的边缘平行，将产生3D图象复原产生失真，这时其他的投影仪，总有一个产生的光条纹与物体边缘不平行，克服了单投影仪的局限性。同时投影仪内部的机械结构会控制条纹在一个条纹间距内（也就是在一个正弦周期内）移动，每次移动90度，产生5幅含有物体信息的条纹图像，以提高物体的3D复原精度。环视相机用于辅助主相机，获得更清晰的物体侧面的图像信息，以弥补特殊情况下，侧面信息被遮挡，导致主相机无法识别侧面细节的问题。
本发明提供了一种侧窥环视方法，其过程包括：包含有环视条纹光栅的环视条纹投影仪照射生成间距10um的平行条纹，照射在被测物体上，对被测物体的尺寸信息进行光调制，即如果物体表面是平的，生成的条纹光也是平行的，如果物体表面是凸凹的，那么条纹光是曲折变形的，按照现有技术，通过条纹光的变形，可将被测物体的尺寸信息进行调制。由于环视条纹投影仪有4个，因此不同的条纹投影仪之间产生的条纹存在的一定的夹角，这样就保证了总有一个产生的光条纹与物体边缘不平行，从而能够将物体边缘的地方投影清楚。如图2为本发明的4个环视条纹投影仪产生不同夹角的条纹光的示意图，保证被测物体的边缘不能同时与条纹平行。
同时主相机对调制之后的图像进行捕获。为了获得高精度的尺寸测量，投影仪内部的机械结构控制条纹光沿垂直条纹方向进行快速相偏移动，每次相偏90度，完成一个正弦周期进行5次相偏移动，因此主相机可以捕获到5幅图像。如图3所示，是正弦光条纹经过5次相偏获得的条纹，相偏90度。如果待测物体比较大，主照相机无法将整个待测物体照全，因此主照相机可以借助远心镜头将整个待测物体的照全，特别是主相机视野边缘的图像被完全拍摄下来。在某些特殊情况下，如：待测物体的侧面信息被遮挡，而导致主相机无法识别侧面细节时，环视相机帮忙获得更清晰的物体侧面的图像信息，从而辅助主相机。
主相机将可以将捕获到的5幅图像发送给计算机，计算机根据3D算法，对主相机捕获到的5幅图像进行相位匹配和傅立叶反变换，复原高精度的3D图像信息。如图4所示，给出3D复原过程的示意图。
本发明是采用多次相偏技术，使光条纹在被测物体上做多次移动，多次移动拍摄的条纹图像经过合成，傅立叶变换后，复原立体图形，获得高度信息。移动次数越多，相位信息越精确。
上面描述仅是本发明的一个具体实施例，显然在本发明的技术方案指导下本领域的任何人所作的修改或局部替换，均属于本发明权利要求书限定的范围。
Claims (4)
1.一种侧窥环视装置，其特征在于，包括主相机和4个环视投影仪，其中，所述主相机用于从被测物体的顶部获取物体的平面信息，并获取含有物体3D信息的条纹光；所述4个环视投影仪用于产生不同角度的条纹光，并将所述不同角度的条纹光打到待测物体上；所述环视投影仪的内部控制条纹光在一个条纹间距内移动，每次移动90度，产生5幅含有物体信息的条纹图像；还包括：远心镜头，用于提高主相机的视野范围和降低主相机视野边缘的图像失真。
2.一种侧窥环视方法，其特征在于，包含有环视条纹光栅的4个环视条纹投影仪分别向被测物体照射不同角度的条纹光，以确保产生的至少一组条纹光与物体边缘不平行，所述同一个环视条纹投影仪照射的条纹光是平行的，对被测物体的尺寸信息进行光调制；主相机对调制之后的被测物体图像进行捕获；所述环视条纹投影仪内部控制条纹光沿垂直条纹方向进行快速相偏移动，每次相偏90度，完成一个正弦周期进行5次相偏移动，主相机捕获到5幅图像；所述主相机将5幅图像发送给计算机，计算机根据3D生成算法，对主相机捕获到的5幅图像进行相位匹配和傅立叶反变换，复原3D图像信息。
3.如权利要求2所述的侧窥环视方法，其特征在于，还包括：主相机借助远心镜头对整个被测物体拍摄。
4.权利要求2所述的侧窥环视方法，其特征在于，所述对被测物体的尺寸信息进行光调制，具体为：如果物体表面是平的，生成的条纹光也是平行的，如果物体表面是凸凹的，那么条纹光是曲折变形的，通过条纹光的变形，对被测物体的尺寸信息进行调制。
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