CN108680227A - 一种双目视觉物位计及其使用方法和测量物位的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种双目视觉物位计及其使用方法和测量物位的方法,所述物位计包括前壳体和后壳体,所述前壳体从两边到中间,以中间线对称设置灯、轴承、限位开关、滑道、丝杠、摄像头,此外,从前至后安装有光敏传感器、步进电机、电路板、电线快速接头、后壳体。该物位计结构简单、性能可靠,通过非接触方式,根据双目视觉测距、图像识别原理和三维立体物位重建,实现物位的实时测量,不受物料本身性质的影响,并针对流动性差或非流动性的物料,既能实现普通点对点式的物位计功能,又能实现容器内各区域物位的整体测量及三维立体物位测定,不需要布置过多的点对点式的物位计来达到这一目的,适用范围广。
Description
技术领域
本发明属于信号测量技术领域,具体涉及一种双目视觉物位计及其使用方法和测量物位的方法。
背景技术
目前在对含油岩屑、含油污泥等固相含量高的废弃物进行无害化处理过程中,由于其流动性差或无流动性,当在罐、料仓等容器中添加该物料时,物料容易只在某一区域堆积,如公开号为CN2864621Y的专利,公开了一种跟踪式重锤物位计,其包括蜗轮蜗杆盒,蜗轮蜗杆盒的输入轴上置有电机、输出轴上置有卷带盘,测量钢带的一端缠绕在卷带盘上、另一端与重锤相连,以及电路板组件,该重锤式物位计的卷带盘带有卷带盘转角传感器,卷带盘转角传感器包括齿轮减速机构和电位器,卷带盘的转角与电位器动臂的输出一一对应。电位器二端接电压V,电位器转过的角度由电位器动臂上输出电压Vx反映。重锤装在钢带的头部,钢带放出,重锤向下运动,钢带收回,重锤向上运动。钢带收进的长度L和重锤的高度H一一对应。钢带的运动和卷带盘的转动同步,而卷带盘的转角由电位器输出Vx反映,因而Vx和L一一对应,即和重锤高度H一一对应。跟踪式重锤物位计的电路板组件可以根据Vx计算出重锤高度H。跟踪式重锤物位计测量开始时,重锤从满量程高度开始下降,降到物料表面时重锤被物料托住,钢带上张力突然减小(称为失重)。重锤物位计感知失重,停止重锤,电路板组件按此时的Vx计算出重锤高度Hx,这个高度值就是料位高度。显示料位高度,并且保持到下一次失重为止。然后收回钢带一小段长度△H,让重锤离开料面,恢复钢带上的张力,以便下一次探测,同时避免重锤被上升的物料埋住。停顿一段时间后开始下一次探测,如此反复不断,跟踪显示物料新的高度。
公开号CN207329369U,公开了用于粉末物料仓的雷达测位装置,包括物位计,物位计包括宽面朝下的喇叭天线、喇叭天线上方竖直连接的调节杆,调节杆上固定有法兰盘,法兰盘与调节杆具有相同中心轴,法兰盘下方竖直连接有多根沿着法兰盘圆周均匀分布的转动杆,转动杆的上端穿过法兰盘与固定板连接,固定板位于法兰盘上方并与调节杆滑动连接,固定板与法兰盘通过竖直放置的伸缩柱连接,转动杆与固定板、法兰盘均转动连接,转动杆均匀分布在喇叭天线的外侧,转动杆的下端连接有管口朝上的U型管,U型管的一侧管口与转动杆的下端密封连接,U型管连通有高压风机。
公开号:CN207366046U公开了一种智能微波物位计,包括一壳体,在所述壳体的一侧设有一侧盖;所述壳体的内腔包括由上至下顺序排列的隔爆空腔、电子模板空腔和微波发射空腔;所述隔爆空腔与所述电子模板空腔通过一电源调理板将两者隔离;在所述隔爆空腔的一侧设有一密封接头;在所述电子模块空腔内设有电路PCB板;所述壳体的正面设有一与壳体水平面呈一定夹角的显示面板;在该显示面板的外部设有遮阳盖;在该显示面板的下方设有信息安装区,用于安装铭牌,以记载物位计的相关信息。
公开号:CN207215238U公开了一种音叉物位计,包括音叉组件,所述音叉组件与检测元件连接,所述检测元件与传感器连接,所述传感器与继电器组件连接,所述继电器组件的与控制器连接,所述控制器通过驱动元件与音叉组件连接,所述控制器还连接有显示单元和电源管理器;该设备根据物料对振动中的音叉组件有无阻力,探知料位是否到达或超过某高度,并发出通断信号。
因此,现有物位计只能测量某一点的物位高度,并不能直接反应物料在容器中的实际含量,造成容积浪费;此外,由于含油岩屑、含油污泥等物料本身属性,如含水、污浊、流动性变化大,而导致现有物位计难以满足使用要求。
针对目前的问题,设计了一种区域物位测量物位计,采用非接触方式实现罐、料仓等容器整个区域的物位实时测量。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种双目视觉物位计及其使用方法和测量物位的方法,通过非接触方式,根据双目视觉测距、图像识别原理和三维立体物位重建,目的一是不受物料本身性质的影响,实现物位的实时测量;目的二是实现点对点式的物位测量;目的三是实现容器内各区域物位的整体测量;目的四实现容器内物料的三维物位数据测量。
为此,本发明所采用的技术方案是:
一种双目视觉物位计,包括前壳体和后壳体,所述后壳体通过暗扣与前壳体的后端面钩形架连接,并与前壳体的后端面之间形成内腔;该内腔内设置有电路板;
所述前壳体内部中心设置有步进电机,步进电机的左侧依次设置有左丝杠、左限位开关、左轴承、左灯;步进电机的右侧依次相对称的设置有右丝杠、右限位开关、右轴承、右灯;所述左丝杠上设置有左摄像头,右丝杠上设置有与左摄像头相对称的右摄像头;所述前壳体内还设置有与左丝杠相对应的左滑道,及与右丝杠相对应的右滑道,所述左摄像头、右摄像头的一端分别安放在相对应的左滑道、右滑道中,左摄像头、右摄像头的另一端安装有与左丝杠、右丝杠配合的螺母;
所述前壳体外部前端设置有光敏传感器,前壳体的顶部中间安装有水平仪;
所述电路板通过电线分别与左灯、右灯,左限位开关、右限位开关,步进电机,左摄像头、右摄像头及光敏传感器相连接。
所述后壳体上安装有电线快速接头,所述电线快速插头通过电线与电路板相连,且电线快速插头上设置有多个插孔。
所述左丝杠、右丝杠与步进电机同主轴设置,左丝杠、右丝杠的一端分别连接于步进电机的左右两侧,左丝杠、右丝杠的另一端分别固定于左轴承、右轴承的中心孔。
所述左丝杠与右丝杠螺纹旋向相反,步进电机旋转时,带动左丝杠、右丝杠旋转,进而推动左摄像头、右摄像头同时朝外或朝里运动。
所述左限位开关设置于左丝杠与左滑道之间,且紧挨左轴承的轴承座靠近左滑道一侧;所述右限位开关设置在右丝杠与右滑道之间,且紧挨右轴承的轴承座靠近右滑道一侧;步进电机的旋转,推动左摄像头、右摄像头滑动,并碰到左限位开关、右限位开关后自动停下,对此时左摄像头、右摄像头进行标定,获得左摄像头、右摄像头光心原点的中心距,并烧录到电路板的控制芯片中,同时电路板的控制芯片记录该位置为初始位置。
所述左滑道包括平行设置于左丝杠上端的上滑槽一,平行设置于左丝杠下端的下滑槽一,所述上滑槽一与下滑槽一的两端通过半圆形滑槽卡接,且上滑槽一与下滑槽一的间距与左摄像头的外径相同;所述右滑道包括平行设置于右丝杠上端的上滑槽二,平行设置于右丝杠下端的下滑槽二,所述上滑槽二与下滑槽二的两端通过半圆形滑槽卡接,且上滑槽二与下滑槽二的间距与右摄像头的外径相同;同时所述左滑道、右滑道的长度分别与左丝杠、右丝杠的长度相匹配。
所述左灯、右灯,左丝杠、右丝杠,步进电机,左摄像头、右摄像头及光敏传感器的中心轴共面。
所述电路板通过第一螺钉固定于后壳体上;所述步进电机通过第二螺钉固定在前壳体中心位置。
一种双目视觉物位计的使用方法,包括如下步骤:
步骤1:首先查看左摄像头、右摄像头之间的间距是否已达最大;未达到最大时,将所述物位计的电线快速接头与电脑USB接口相接,并给物位计通电,然后通过电脑给物位计发送指令,启动步进电机,带动左丝杠、右丝杠旋转,将左摄像头、右摄像头之间的间距调到最大,之后关闭物位计,拔掉调试线;
步骤2:再将物位计安装在容器口的中心正上方,使左摄像头、右摄像头一侧朝向容器口,且物位计的长度方向与容器口的长度方向垂直,并使容器口恰好在左摄像头、右摄像头的视界重叠区;
步骤3:通过电脑给物位计发送指令,对左摄像头、右摄像头进行参数标定,获得焦距、光心原点坐标及中心距、畸变参数和相应的旋转矩阵、平移矩阵等参数;
步骤4:测量容器内腔底部到左摄像头、右摄像头镜头平面的距离,划分相匹配的区块个数,然后通过电脑将距离和区块个数参数发送给物位计,设置完毕后,拔掉调试线,插上使用线后,即可输出所需的物位信息。
一种双目视觉物位计测量物位的方法,包括如下步骤:
步骤a:首先调整左摄像头、右摄像头两个镜头平面平行,然后对左摄像头、右摄像头分别进行标定,获得左摄像头、右摄像头的焦距、光心原点坐标及中心距、畸变参数和相应的旋转矩阵、平移矩阵;
步骤b:根据左摄像头、右摄像头的焦距、光心原点坐标及中心距、畸变参数和相应的旋转矩阵、平移矩阵,对左摄像头、右摄像头同一时刻采集的图像进行立体校正,得到两张非畸变图像;
步骤c:根据需要将步骤b所得图像中的盛物料的容器口划分为多个同样大小的区块,再对两张非畸变图像进行立体匹配,具体就是通过图像识别,提取特征来匹配容器中同一区块物料在两张图像中的具体位置,获取视差di,最后根据计算公式:计算各区块物料到左摄像头、右摄像头镜头平面距离Zi;
其中,Zi为测量区块距离左摄像头、右摄像头平面的垂直距离,B为左摄像头、右摄像头镜头之间的中心距,f为两个相同左摄像头、右摄像头的焦距,di为第i区块物料在左摄像头、右摄像头同一时刻采集图片中的视差;
步骤d:测量容器内腔底部到左摄像头、右摄像头镜头平面的垂直距离D,然后通过公式Si=D-Zi,获得容器口第i区块物料物位Si,通常是以第i区块中最高物位作为最终的第i区块物位Si,以此类推,获得容器口各个区块物料物位S1、S2···Sn-1、Sn;再根据各区块的坐标及物位S1、S2···Sn-1、Sn,建立容器口整个区域的三维立体物位。
本发明的有益效果是:本发明的这种区域物位测量物位计结构简单、性能可靠,通过非接触方式,根据双目视觉测距、图像识别原理和三维立体物位重建,实现物位的实时测量,不受物料本身性质的影响,并针对流动性差或非流动性的物料,既能实现普通点对点式的物位计功能,又能实现容器内各区域物位的整体测量及三维立体物位测定,不需要布置过多的点对点式的物位计来达到这一目的,适用范围广。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明区域物位测量物位计的正视示意图;
图2是本发明区域物位测量物位计的俯视剖面示意图;
附图标记说明:1、前壳体;2、左灯;3、左轴承;4、左限位开关;5、左丝杠;6、后壳体;7、左摄像头;8、电路板;9、第一螺钉;10、电线快速接头;11、步进电机;12、光敏传感器;13、左滑道;14、水平仪;15、右滑道;16、右摄像头;17、右轴承;18、右限位开关;19、右灯;20、右丝杠;21、第二螺钉。
具体实施方式
实施例1
如图1、2所示,一种双目视觉物位计,一种双目视觉物位计,包括前壳体1和后壳体6,所述后壳体6通过暗扣与前壳体1的后端面钩形架连接,并与前壳体1的后端面之间形成内腔;该内腔内设置有电路板8;所述前壳体1内部中心设置有步进电机11,步进电机11的左侧依次设置有左丝杠5、左限位开关4、左轴承3、左灯2;步进电机11的右侧依次相对称的设置有右丝杠20、右限位开关18、右轴承17、右灯19;所述左丝杠5上设置有左摄像头7,右丝杠20上设置有与左摄像头7相对称的右摄像头16;所述前壳体1内还设置有与左丝杠5相对应的左滑道13,及与右丝杠20相对应的右滑道15,所述左摄像头7、右摄像头16的一端分别安放在相对应的左滑道13、右滑道15中,左摄像头7、右摄像头16的另一端安装有与左丝杠5、右丝杠20配合的螺母;所述前壳体1外部前端设置有光敏传感器12,前壳体1的顶部中间安装有水平仪13;所述电路板8通过电线分别与左灯2、右灯19,左限位开关4、右限位开关18,步进电机11,左摄像头7、右摄像头16及光敏传感器12相连接。
电路板8根据光敏传感器12对于光线的反馈,来控制左灯2、右灯19光的照射强度,实现对被探测物料的灯光补偿。两个摄像头(左摄像头7、右摄像头16)根据双目视觉物位测量方法,将每秒1~25帧的双摄像头图像数据传输给电路板进行数据处理,然后从电路板8中反馈区域物位信息给其他控制器。
双目视觉物位测量方法是通过物料在两个摄像头(左摄像头7、右摄像头16)中的视差,来计算物料离左摄像头7、右摄像头16镜头平面的距离,然后再与容器内腔底部与左摄像头7、右摄像头16镜头平面的距离相减,获得物位信息,该方法可以将容器口划分为多个区块,再针对各个区块求取物位信息,便可获知容器口三维立体物位信息。
本发明的这种区域物位测量物位计结构简单、不与物料直接接触,受物料性质影响小,性能可靠,根据双目视觉测距、图像识别原理和三维立体物位重建,实现物位的实时测量,不受物料本身性质的影响,并针对流动性差或非流动性的物料,既能实现普通点对点式的物位计功能,又能实现容器内各区域物位的整体测量及三维立体物位测定,不需要布置过多的点对点式的物位计来达到这一目的,适用范围广。
实施例2
在实施例1的基础上,所述左丝杠5、右丝杠20与步进电机11同主轴设置,左丝杠5、右丝杠20的一端分别连接于步进电机11的左右两侧,左丝杠5、右丝杠20的另一端分别固定于左轴承3、右轴承17的中心孔。
所述左丝杠5与右丝杠16螺纹旋向相反,步进电机11旋转时,带动左丝杠5、右丝杠20旋转,进而推动左摄像头7、右摄像头16同时朝外或朝里运动,这样便于物位计在受限空间内安装、调试及使用。
所述左限位开关4设置于左丝杠5与左滑道13之间,且紧挨左轴承3的轴承座靠近左滑道13一侧;所述右限位开关18设置在右丝杠20与右滑道15之间,且紧挨右轴承17的轴承座靠近右滑道15一侧;步进电机11的旋转,推动左摄像头7、右摄像头16滑动,并碰到左限位开关4、右限位开关18后自动停下,对此时左摄像头7、右摄像头16进行标定,获得左摄像头7、右摄像头16光心原点的中心距,并烧录到电路板8的控制芯片中(即:数写入控制芯片的存储器中),时电路板8的控制芯片记录该位置为初始位置,以后步进电机11旋转多少圈,同时根据丝杠5、16的螺距,电路板8就可自动计算左摄像头7、右摄像头16的镜头中心距。
实施例3
如图2所示,所述后壳体6上安装有电线快速接头10,所述电线快速插头10通过电线与电路板8相连,且电线快速插头10有多个插孔,与其配对的分别有调试线插头和使用线插头,调试线插头与电线快速接头10连接以后,有部分插孔为空置的,且这些空置插孔为使用线插头使用;同样,使用线插头与电线快速接头10连接以后,也有部分插孔为空置的,这些空置为调试线插头使用,且调试线插头与使用线插头都与电线快速接头10有特殊的凹凸槽,保证不会插错位置。这样设计方便通过一个电线快速插头来解决调试线和使用线的啰嗦、冲突问题。
实施例4
如图2所示,所述左滑道13、右滑道15均为为细条状空隙,所述左滑道13包括平行设置于左丝杠5上端的上滑槽一,平行设置于左丝杠5下端的下滑槽一,所述上滑槽一与下滑槽一的两端通过半圆形滑槽卡接,且上滑槽一与下滑槽一的间距与左摄像头7的外径相同;所述右滑道15包括平行设置于右丝杠20上端的上滑槽二,平行设置于右丝杠20下端的下滑槽二,所述上滑槽二与下滑槽二的两端通过半圆形滑槽卡接,且上滑槽二与下滑槽二的间距与右摄像头16的外径相同;同时所述左滑道13、右滑道15的长度分别与左丝杠5、右丝杠20的长度相匹配。
所述左灯2、右灯19,左丝杠5、右丝杠20,步进电机11,左摄像头7、右摄像头16及光敏传感器12的中心轴共面。
所述步进电机通过第二螺钉21固定在前壳体1中心位置,所述步进电机11通过第二螺钉21固定在前壳体1中心位置。
实施例5
一种双目视觉物位计的使用方法,包括如下步骤:
步骤1:首先查看左摄像头7、右摄像头16之间的间距是否已达最大;如未达到最大,则将所述物位计的电线快速接头10与电脑USB接口相接,并给物位计通电,然后通过电脑给物位计发送指令,启动步进电机11,带动左丝杠5、右丝杠20旋转,将左摄像头7、右摄像头16之间的间距调到最大,之后关闭物位计,拔掉调试线;
步骤2:再将物位计安装在罐、料仓等容器口的中心正上方,保持左摄像头7、右摄像头16一侧朝向容器口,并保证面对左摄像头7、右摄像头16的容器一侧没有强光照射,且物位计的长度方向与容器口的长度方向垂直,此外,物位计到容器口的距离应保证容器口恰好在两个摄像头的视界重叠区,并且保证物料不会溅射到物位计上;如果安装位置受限,且物位计到容器口的最远距离都无法保证容器口在左摄像头7、右摄像头16的视界重叠区,那么重新连接专用调试线,将物位计与电脑连接,打开调试软件,重新发送发送指令给物位计,启动步进电机11带动左丝杠5、右丝杠20旋转,将左摄像头7、右摄像头16间距调到刚好使容器口在左摄像头7、右摄像头16的视界重叠区位置;
步骤3:将调试的棋盘格放到左摄像头7、右摄像头16的视界重叠区,并通过电脑给物位计发送指令,对左摄像头7、右摄像头16进行参数标定,获得焦距、光心原点坐标及中心距、畸变参数和相应的旋转矩阵、平移矩阵等参数;
步骤4:测量容器内腔底部到左摄像头7、右摄像头16镜头平面的距离,并根据物料性质、容器口的大小,划分相匹配的区块个数,然后通过电脑将距离和区块个数参数发送给物位计,设置完毕后,拔掉调试线,插上使用线后,即可输出所需的物位信息。
实施例6
一种双目视觉物位计测量物位的方法,包括如下步骤:
步骤a:首先调整左摄像头7、右摄像头16两个镜头平面平行,并测量左摄像头7、右摄像头16镜头之间的中心距B,然后利用已知尺寸及节点数的棋盘格,对两个左摄像头7、右摄像头16分别进行标定,获得两个左摄像头7、右摄像头16的焦距、光心原点坐标及中心距、畸变参数和相应的旋转矩阵、平移矩阵;
步骤b:根据左摄像头7、右摄像头16的焦距、光心原点坐标及中心距、畸变参数和相应的旋转矩阵、平移矩阵,对左摄像头7、右摄像头16同一时刻采集的图像进行立体校正,得到两张非畸变图像;
步骤c:根据需要将步骤b所得图像中的盛物料的容器口划分为多个同样大小的区块,再对两张非畸变图像进行立体匹配,具体就是通过图像识别,提取特征来匹配容器中同一区块物料在两张图像中的具体位置,获取视差di,最后根据计算公式:计算各区块物料到左摄像头7、右摄像头16镜头平面距离Zi;
其中,Zi为测量区块距离左摄像头7、右摄像头16平面的垂直距离,B为左摄像头7、右摄像头16镜头之间的中心距,f为两个相同左摄像头7、右摄像头16的焦距,di为第i区块物料在左摄像头7、右摄像头16同一时刻采集图片中的视差;
步骤d:测量容器内腔底部到左摄像头7、右摄像头16镜头平面的垂直距离D,然后通过公式Si=D-Zi,获得容器口第i区块物料物位Si,通常是以第i区块中最高物位作为最终的第i区块物位Si,以此类推,获得容器口各个区块物料物位S1、S2···Sn-1、Sn;再根据各区块的坐标及物位S1、S2···Sn-1、Sn,建立容器口整个区域的三维立体物位。每次安装物位计,都要重复步骤a-d。
本发明的这种物位计结构简单,性能可靠,适用范围广,便于应用。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双目视觉物位计,其特征在于:包括前壳体(1)和后壳体(6),所述后壳体(6)通过暗扣与前壳体(1)的后端面连接,并与前壳体(1)的后端面之间形成内腔;该内腔内设置有电路板(8);
所述前壳体(1)内部中心设置有步进电机(11),步进电机(11)的左侧依次设置有左丝杠(5)、左限位开关(4)、左轴承(3)、左灯(2);步进电机(11)的右侧依次相对称的设置有右丝杠(20)、右限位开关(18)、右轴承(17)、右灯(19);所述左丝杠(5)上设置有左摄像头(7),右丝杠(20)上设置有与左摄像头(7)相对称的右摄像头(16);所述前壳体(1)内还设置有与左丝杠(5)相对应的左滑道(13),及与右丝杠(20)相对应的右滑道(15),所述左摄像头(7)、右摄像头(16)的一端分别安放在相对应的左滑道(13)、右滑道(15)中,左摄像头(7)、右摄像头(16)的另一端安装有与左丝杠(5)、右丝杠(20)配合的螺母;
所述前壳体(1)外部前端设置有光敏传感器(12),前壳体(1)的顶部中间安装有水平仪(13);
所述电路板(8)通过电线分别与左灯(2)、右灯(19),左限位开关(4)、右限位开关(18),步进电机(11),左摄像头(7)、右摄像头(16)及光敏传感器(12)相连接。
2.如权利要求1所述的一种双目视觉物位计,其特征在于:所述后壳体(6)上安装有电线快速接头(10),所述电线快速插头(10)通过电线与电路板(8)相连,且电线快速插头(10)上设置有多个插孔。
3.如权利要求1所述的一种双目视觉物位计,其特征在于:所述左丝杠(5)、右丝杠(20)与步进电机(11)同主轴设置,左丝杠(5)、右丝杠(20)的一端分别连接于步进电机(11)的左右两侧,左丝杠(5)、右丝杠(20)的另一端分别固定于左轴承(3)、右轴承(17)的中心孔。
4.如权利要求1所述的一种双目视觉物位计,其特征在于:所述左丝杠(5)与右丝杠(16)螺纹旋向相反,步进电机(11)旋转时,带动左丝杠(5)、右丝杠(20)旋转,进而推动左摄像头(7)、右摄像头(16)同时朝外或朝里运动。
5.如权利要求1所述的一种双目视觉物位计,其特征在于:所述左限位开关(4)设置于左丝杠(5)与左滑道(13)之间,且紧挨左轴承(3)的轴承座靠近左滑道(13)一侧;所述右限位开关(18)设置在右丝杠(20)与右滑道(15)之间,且紧挨右轴承(17)的轴承座靠近右滑道(15)一侧;步进电机(11)的旋转,推动左摄像头(7)、右摄像头(16)滑动,并碰到左限位开关(4)、右限位开关(18)后自动停下,对此时左摄像头(7)、右摄像头(16)进行标定,获得左摄像头(7)、右摄像头(16)光心原点的中心距,并烧录到电路板(8)的控制芯片中,同时电路板(8)的控制芯片记录该位置为初始位置。
6.如权利要求1所述的一种双目视觉物位计,其特征在于:所述左滑道(13)包括平行设置于左丝杠(5)上端的上滑槽一,平行设置于左丝杠(5)下端的下滑槽一,所述上滑槽一与下滑槽一的两端通过半圆形滑槽卡接,且上滑槽一与下滑槽一的间距与左摄像头(7)的外径相同;所述右滑道(15)包括平行设置于右丝杠(20)上端的上滑槽二,平行设置于右丝杠(20)下端的下滑槽二,所述上滑槽二与下滑槽二的两端通过半圆形滑槽卡接,且上滑槽二与下滑槽二的间距与右摄像头(16)的外径相同;同时所述左滑道(13)、右滑道(15)的长度分别与左丝杠(5)、右丝杠(20)的长度相匹配。
7.如权利要求1所述的一种双目视觉物位计,其特征在于:所述左灯(2)、右灯(19),左丝杠(5)、右丝杠(20),步进电机(11),左摄像头(7)、右摄像头(16)及光敏传感器(12)的中心轴共面。
8.如权利要求1所述的一种双目视觉物位计,其特征在于:所述电路板(8)通过第一螺钉(9)固定于后壳体(6)上;所述步进电机通过第二螺钉(21)固定在前壳体(1)中心位置。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种双目视觉物位计的使用方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:首先查看左摄像头(7)、右摄像头(16)之间的间距是否已达最大;未达到最大时,将所述物位计的电线快速接头(10)与电脑USB接口相接,并给物位计通电,然后通过电脑给物位计发送指令,启动步进电机(11),带动左丝杠(5)、右丝杠(20)旋转,将左摄像头(7)、右摄像头(16)之间的间距调到最大,之后关闭物位计,拔掉调试线;
步骤2:再将物位计安装在容器口的中心正上方,使左摄像头(7)、右摄像头(16)一侧朝向容器口,且物位计的长度方向与容器口的长度方向垂直,并使容器口恰好在左摄像头(7)、右摄像头(16)的视界重叠区;
步骤3:通过电脑给物位计发送指令,对左摄像头(7)、右摄像头(16)进行参数标定,获得焦距、光心原点坐标及中心距、畸变参数和相应的旋转矩阵、平移矩阵等参数;
步骤4:测量容器内腔底部到左摄像头(7)、右摄像头(16)镜头平面的距离,划分相匹配的区块个数,然后通过电脑将距离和区块个数参数发送给物位计,设置完毕后,拔掉调试线,插上使用线后,即可输出所需的物位信息。
10.如权利要求1-8任一项所述的一种双目视觉物位计测量物位的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤a:首先调整左摄像头(7)、右摄像头(16)两个镜头平面平行,然后对左摄像头(7)、右摄像头(16)分别进行标定,获得左摄像头(7)、右摄像头(16)的焦距、光心原点坐标及中心距、畸变参数和相应的旋转矩阵、平移矩阵;
步骤b:根据左摄像头(7)、右摄像头(16)的焦距、光心原点坐标及中心距、畸变参数和相应的旋转矩阵、平移矩阵,对左摄像头(7)、右摄像头(16)同一时刻采集的图像进行立体校正,得到两张非畸变图像;
步骤c:根据需要将步骤b所得图像中的盛物料的容器口划分为多个同样大小的区块,再对两张非畸变图像进行立体匹配,具体就是通过图像识别,提取特征来匹配容器中同一区块物料在两张图像中的具体位置,获取视差di,最后根据计算公式:计算各区块物料到左摄像头(7)、右摄像头(16)镜头平面距离Zi;
其中,Zi为测量区块距离左摄像头(7)、右摄像头(16)平面的垂直距离,B为左摄像头(7)、右摄像头(16)镜头之间的中心距,f为两个相同左摄像头(7)、右摄像头(16)的焦距,di为第i区块物料在左摄像头(7)、右摄像头(16)同一时刻采集图片中的视差;
步骤d:测量容器内腔底部到左摄像头(7)、右摄像头(16)镜头平面的垂直距离D,然后通过公式Si=D-Zi,获得容器口第i区块物料物位Si,通常是以第i区块中最高物位作为最终的第i区块物位Si,以此类推,获得容器口各个区块物料物位S1、S2···Sn-1、Sn;再根据各区块的坐标及物位S1、S2···Sn-1、Sn,建立容器口整个区域的三维立体物位。
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