CN105157601A - 单相机三维影像测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单相机三维影像测量仪，该机构由：相机、镜头、反射镜、半反半透镜、透明载物台以及计算机组成。单相机三维影像测量仪通过单个相机实现对于物体“底面”以及“垂直底面的一个侧面”的影像采集，分析该影像实现上述两个相互垂直面的尺寸测量或外观检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业领域影像测量仪的改进，使用单相机实现了对于物体“底面”以及“垂直底面的一个侧面”的影像采集和分析。
背景技术
二维影像测量已经基本成熟，在此基础上，为实现三维影像测量，有以下传统方式：
1.布设多个相机对应采集物体多个侧面影像，见专利[201010618484.8]，该方法存在复杂、成本高的缺点。
2.令单台相机运动至不同位置以便采集物体不同侧面影像，或对普通二维影像测量仪加装接触式传感器实现另外一个维度的测量，见专利[201420310231.8]，该方法存在复杂、效率低的缺点。
3.使用结构光法，即向待测曲面投射预设的图案，通过分析图案的变形量得到曲面的三维尺寸信息，见专利[201210291454.X]，该方法常应用于曲面，但对于相互垂直的两面缺乏适用性，且只抽检了投射图案线覆盖处的尺寸，未能实现尺寸全检，也未能实现三维外观检测。
发明内容
本发明针对钕铁硼工件尺寸外观检测设备所面临的技术问题，在现有外形尺寸和外观质量检测相关技术的基础上，提出了一种以计算机控制技术为核心，将上料、排料、检测、分选、收料融为一体的全自动化的钕铁硼工件尺寸外观检测设备的技术方案。
本发明的目的是提供一种成本低、结构简单、采集效率更高的三维影像测量仪。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
通过平面镜（或棱镜）折转光线，实现将物体“底面”以及“垂直底面的一个侧面”的影像融汇至单相机，并由计算机分析该影像实现尺寸或外观检测。
其中反射镜用于改变光路方向；半反半透镜具备允许入射至其表面的光线透过同时对入射至另一表面光线进行反射的特性，从而用于不同方向的光路融汇为同方向光路。光路转折具体通过以下几种方式实现。
1.底面光线经反射镜片（C）反射后透过半反半透镜片（B）进入相机；侧面光线经反射镜片（A）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
2.底面光线经反射镜片（C）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；侧面光线经反射镜片（A）反射后透过半反半透镜片（B）进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
3.底面光线透过半反半透镜片（B）进入相机；侧面光线经反射镜片（A）和反射镜片（C）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
4.底面光线经反射镜片（C）和反射镜片（A）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；侧面光线透过半反半透镜片（B）进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
该发明使用单相机和三块平面镜(或棱镜)实现了三维影像的采集，与多相机方案相比成本显著降低，与“运动至不同侧面进行采集”的方案相比，不需要复杂的运动机构，结构更简单，同时由于相机不需要大范围移动，采集效率更高。
附图说明
图1、图2、图3和图4为本发明实施例示意图。
具体实施方式
本发明由单台相机及镜头、反射镜、半反半透镜、透明玻璃载物台、计算机以及若干机械固定件构成。
其中相机为200万像素，镜头视野为46mm×35mm；
两片反射镜和一片半反半透镜所在平面相互平行，且与相机光轴成45°夹角。反射镜、半反半透镜以及相机之间的空间位置关系可具体实施为四种方式，如下所述。
1.如图1所示，底面光线经反射镜片（C）反射后透过半反半透镜片（B）进入相机；侧面光线经反射镜片（A）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
2.如图2所示，底面光线经反射镜片（C）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；侧面光线经反射镜片（A）反射后透过半反半透镜片（B）进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
3.如图3所示，底面光线透过半反半透镜片（B）进入相机；侧面光线经反射镜片（A）和反射镜片（C）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
4.如图4所示，底面光线经反射镜片（C）和反射镜片（A）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；侧面光线透过半反半透镜片（B）进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种单相机三维影像测量仪，其特征在于通过平面镜（或棱镜）折转光线，实现将物体“底面”以及“垂直底面的一个侧面”的影像融汇至单相机，并由计算机分析该影像实现尺寸或外观检测。
2.权利要求1所述平面镜（或棱镜）折转光线为底面光线经反射镜片（C）反射后透过半反半透镜片（B）进入相机；侧面光线经反射镜片（A）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
3.权利要求1所述平面镜（或棱镜）折转光线为底面光线经反射镜片（C）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；侧面光线经反射镜片（A）反射后透过半反半透镜片（B）进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
4.权利要求1所述平面镜（或棱镜）折转光线为底面光线透过半反半透镜片（B）进入相机；侧面光线经反射镜片（A）和反射镜片（C）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
5.权利要求1所述平面镜（或棱镜）折转光线为底面光线经反射镜片（C）和反射镜片（A）反射后再经半反半透镜片（B）反射进入相机；侧面光线透过半反半透镜片（B）进入相机；工件底面和侧面在一台相机上成像。
6.权利要求1所述单相机采集两个面影像，可以是一次曝光，也可以两次曝光。
7.权利要求1所述“底面以及垂直底面的一个侧面”泛指相互垂直的两个面。
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