CN108881716A - 一种物料图像的采集装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物料图像的采集装置和方法。该物料图像的采集装置包括：测距模块，测距模块用于获取物料的高度值，其中，物料包括不规则物料；控制模块，控制模块和测距模块电连接，控制模块用于根据物料的高度值，计算出物料的成像面和相机模块的镜头之间的距离，并根据距离，确定对焦信号并发送至相机模块；以及相机模块，相机模块和控制模块电连接，且相机模块设置在可移动的基座上，相机模块包括镜头控制模块，镜头控制模块根据对焦信号，对镜头进行对焦，以及在镜头对焦完成后，相机模块对运动到相机模块的拍摄范围内的物料进行拍照，以获取物料图像。借助于上述技术方案，避免了因采用固定对焦的方式造成不规则物料的对焦不准确的问题。

Description

一种物料图像的采集装置和方法

技术领域

本公开一般涉及通信领域，具体涉及图像采集领域，尤其涉及一种物料图像的采集装置和方法。

背景技术

随着智能自动化时代的来临，工业自动化迅速兴起，机器与影像处理的结合使机器视觉系统应运而生，也就是利用机器代替人眼作出测量和判断。

目前，工业相机的对焦方式是针对固定尺寸的物料进行前期人为手动调节的，然而，这种对焦方式浪费了人力且其只能针对固定尺寸的物料，同时，上面这种对焦方式在工业领域中适用范围小、智能化程度低。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种物料图像的采集装置和方法，以解决现有技术中的物料图像的采集装置和方法只适用固定尺寸的物料造成的适用范围小、智能化程度低的缺点。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种物料图像的采集装置。

该物料图像的采集装置包括：测距模块，测距模块用于获取物料的高度值，其中，物料包括不规则物料；控制模块，控制模块和测距模块电连接，控制模块用于根据物料的高度值，计算出物料的成像面和相机模块的镜头之间的距离，并根据距离，确定对焦信号并发送至相机模块；以及相机模块，相机模块和控制模块电连接，且相机模块设置在可移动的基座上，相机模块包括镜头控制模块，镜头控制模块根据对焦信号，对镜头进行对焦，以及在镜头对焦完成后，相机模块对运动到相机模块的拍摄范围内的物料进行拍照，以获取物料图像。

根据本发明的一个实施例，测距模块进一步包括：发光单元和受光单元，发光单元和受光单元分别设置在传送物料的传送带的左右两侧，且发光单元发射的光线投射在受光单元上，从而在物料经过测距模块时，受光单元通过检测自身接收到的光线的变化，来获取物料的高度值。

根据本发明的一个实施例，还包括：可移动的外部触发模块，外部触发模块和控制模块电连接，且外部触发模块设置在物料的输送方向上的一侧，外部触发模块用于在物料进入相机模块的拍摄视野内且到达最佳拍摄位置时，向控制模块发送电信号；以及控制模块根据电信号，确定物料已达到最佳拍摄位置，从而控制模块控制相机模块进行拍照，以获取物料图像。

根据本发明的一个实施例，采集装置还包括：可移动的照明模块，照明模块和控制模块电连接，且照明模块、控制模块和相机模块均设置在传送带的上方，照明模块用于获取成像面的亮度信息，并将亮度信息发送至控制模块，控制模块根据亮度信息，调整照明模块的发光角度和亮度。

根据本发明的一个实施例，照明模块进一步包括：第一光源单元和第二光源单元，第一光源单元和第二光源单元均与控制模块电连接，且第一光源单元的发射光线和第二光源单元的发射光线均指向传送带。

根据本发明的另一方面，提供了一种物料图像的采集方法。

该物料图像的采集方法包括：测距模块获取物料的高度值，并将物料的高度值发送至控制模块，其中，物料包括不规则物料；控制模块根据物料的高度值，计算出物料的成像面和设置在可移动的基座上的相机模块的镜头之间的距离，并且控制模块还根据距离，确定对焦信号并发送至相机模块；以及相机模块中的镜头控制模块根据对焦信号，对镜头进行对焦，以及在镜头完成对焦后，相机模块对运动到相机模块的拍摄范围内的物料进行拍照，以获取物料图像。

根据本发明的一个实施例，测距模块包括：发光单元和受光单元，且发光单元发射的光线投射在受光单元上，从而在物料经过测距模块时，受光单元通过检测自身接收到的光线的变化，来获取物料的高度值。

根据本发明的一个实施例，采集方法还包括：在物料进入相机模块的拍摄视野内且到达最佳拍摄位置时，可移动的外部触发模块向控制模块发送电信号；控制模块根据电信号，确定物料已达到最佳拍摄位置，从而控制模块控制相机模块进行拍照，以获取物料图像。

根据本发明的一个实施例，采集方法还包括：照明模块还获取成像面的亮度信息，并将亮度信息发送至控制模块；控制模块根据亮度信息，调整照明模块的发光角度和亮度。

根据本发明的一个实施例，采集方法还包括：预先将高度值和调焦信号之间的对应关系存储至控制模块中。

本发明存在如下有益效果：

根据本发明实施例提供的技术方案，通过在检测到物料后，自动控制相机模块的镜头对其下方的不规则物料进行对焦，从而避免因采用固定对焦的方式造成不同高度的规则物料的对焦不准确的问题，进而还避免了获取的物料图像不清晰的问题。进一步的，还可通过调整外部触发模块的位置，确定相机模块可采集全幅图像的最佳拍摄位置，以避免因触发时机不佳造成所拍图像不全的问题，同时，还保证了图像的拍摄效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本发明实施例的物料图像的采集装置的示意图；

图2是根据本发明实施例的物料图像的采集方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，其示出了根据本发明一个实施例的用于物料图像的采集装置100的示意图。该用于物料图像的采集装置100包括：测距模块3，测距模块3用于获取物料1的高度值，其中，物料1包括不规则物料，该不规则物料是指不同高度的规则物料，并且该物料1的尺寸形状须结合相机模块5及其镜头确定其极限值，例如，该极限值包括多个物料1的高度的最大值和最小值；控制模块4，控制模块4和测距模块3电连接，控制模块4用于根据物料1的高度值，计算出物料1的成像面(例如，物料1的顶面)和相机模块5的镜头之间的距离或间隔距离，例如，该距离或间隔距离可由相机模块5距离传送带的距离和物料1的高度值来确定，并且控制模块4还根据物料1的成像面和相机模块5的镜头之间的距离，向相机模块5发送对焦信号，从而控制模块4根据物料1的高度值来确定相机模块5如何进行对焦，并将确定后的对焦信号发送给相机模块5中的镜头控制模块7，此外，还可在控制模块4中预先存储物料1的高度值和相机模块5的镜头的对焦信号(或对焦值)之间的对应关系，该对应关系是由人为测量物料1的高度，并且手动对焦采集到的物料图像来确定的，从而当物料1来到时，即可自动对焦并采集所需的物料图像。另外，该控制模块4还用于调控各个模块之间的逻辑控制，例如，该控制模块4可接收测距模块3传输来的电信号，从而确定物料1的高度值，或该控制模块4还可发送对焦信号给镜头控制模块7进行对焦等，从而使该采集装置100能有效的完成对不同高度的物料1的自动对焦，最终采集到物料1的图像；以及相机模块5，相机模块5和控制模块4电连接，且该相机模块5设置在可移动的基座上，从而可通过调整基座来调整相机模块5的位置，同时，相机模块5包括镜头控制模块7，其中，该镜头控制模块7可为对焦马达，镜头控制模块7根据对焦信号，对镜头进行对焦，即该镜头控制模块7控制相机模块5的镜头的光圈和焦距到预期值，以及在镜头对焦完成后，相机模块5对运动到相机模块5的拍摄范围内的物料进行拍照，以获取物料图像。

此外，上述测距模块3可为测距传感器，当然可以理解，其还可根据实际需求具体设置测距模块3的器件类型，同时，本领域的技术人员还应当理解，对于获得的物料图像的参数必须根据相机模块5的类型决定，同时，该相机模块5拍摄的物料图像同时还必须根据分辨率、像素深度、最大帧率、是否运动、彩色等多个参数来共同确定，因此，其可根据物料图像的实际需求来选择相机模块5的类型以及设置其相应的参数。

借助于本发明的上述技术方案，通过在检测到物料后，自动控制相机模块的镜头对其下方的不规则物料进行对焦，从而避免因采用固定对焦的方式造成不同高度的规则物料的对焦不准确的问题，进而还避免了获取的物料图像不清晰的问题。

根据本发明的一个实施例，测距模块3进一步包括：发光单元和受光单元，发光单元和受光单元分别设置在传送物料1的传送带的左右两侧，且发光单元发射的光线投射在受光单元上，从而在物料1经过测距模块3时，物料1遮挡发光单元和受光单元之间的光线，从而受光单元通过检测自身接收到的光线的变化，来获取物料1的高度值。

在该实施例中，该测距模块3包括发光单元和受光单元，发光单元发出的光线(例如，红外线)照射到受光单元上，形成一排光幕。在物料1经过测距模块3时，光幕被物料1遮挡且到达物料1表面的光线进行漫反射等，使得受光单元的至少一路的光强度发生了变化，从而在受光单元检测到某路光强度变化后，立刻输出电信号，并通过电缆将该电信号传输到控制模块4，从而该控制模块4能够确定物料1的高度值。

根据本发明的一个实施例，采集装置100还包括：可移动的外部触发模块6，外部触发模块6和控制模块4电连接，外部触发模块6用于在物料1进入相机模块5的拍摄视野内且到达最佳拍摄位置时，向控制模块4发送电信号；以及控制模块4根据电信号，确定物料1已达到最佳拍摄位置，并且此时镜头已经完成对焦，从而控制模块4控制相机模块5进行拍照，以获取物料图像，从而避免了因错过最佳时机而采集到不全的物料图像的情况。此外，该外部触发模块6可为光电传感器，从而当物料1遮挡住光电传感器的光信号时，该光电传感器产生电信号，控制模块4接收到该电信号后立刻发送电信号给相机模块5，相机模块5立刻拍照。同时，该外部触发模块6设置在物料的输送上的一侧，此外，该外部触发模块6还可设置在传送带上或者还可将其设置在固定架上，对应的，其他模块或单元也可设置在固定架上。

另外，虽然在本实施例中，仅示出了该外部触发模块6为光电传感器，但本领域的技术人员应当理解，其还可根据实际需求具体设置外部触发模块6的器件类型，本发明对此不做限定。

根据本发明的一个实施例，采集装置100还包括：可移动的照明模块2，照明模块2和控制模块4电连接，且照明模块2、控制模块4和相机模块5均设置在传送带的上方，照明模块2用于获取成像面的亮度信息，并将亮度信息发送至控制模块4，控制模块4根据亮度信息，调整照明模块2的发光角度和亮度，从而可为物料1的成像面提供充足均匀的照度，此外，在物料1的整个运作过程中，照明模块2的调节始终由控制模块4根据现场光照来进行控制。

根据本发明的一个实施例，照明模块2进一步包括：第一光源单元和第二光源单元，第一光源单元和第二光源单元均与控制模块4电连接，且第一光源单元的发射光线和第二光源单元的发射光线均指向传送带。

此外，虽然在本实施例中，仅示出了两个光源单元，但本领域的技术人员应当理解，其还可根据实际需求设置光源单元的具体数量和其具体的排布形式，本发明对此不做限定。

另外，描述于本发明实施例中所涉及到的单元或模块还可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，同时，上述单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定，例如，控制模块4还可以被描述为控制器4。

此外，还应当理解，采集装置100中记载的诸单元或模块与参考图2描述的方法中的各个步骤相对应。由此，下文针对方法描述的操作和特征同样适用于采集装置100及其中包含的单元，在此不再赘述。

进一步参考图2，其示出了根据本发明一个实施例的用于物料图像的采集方法的流程图。该物料图像的采集方法包括：步骤S201，测距模块3获取物料1的高度值，并将物料1的高度值发送至控制模块4，其中，物料1包括不规则物料；步骤S203，控制模块4根据物料1的高度值，计算出物料1的成像面和相机模块5的镜头之间的距离，并且控制模块4还根据距离，向相机模块5发送对焦信号，当然，该获取的物料1的高度值和镜头控制模块7上的对焦马达的对焦必须根据现场物料1高度的最大值和最小值来确定相应的对焦信号，此外，在物料1的高度不完全相同的情况下，其还可根据所有物料1的高度的范围来确定相应的对焦信号，同时，该对焦信号确定完全是由现场物料1的高度值手动进行对焦划分，在物料1的高度接近的情况下，不同高度的物料1使用同一对焦值完全满足的功能，当然可以理解，对焦值的划分的越多则采集的物料图像的效果越佳，此外，该对焦信号的确定过程在采集装置100中已经详细描述，在此不再赘述；以及相机模块5中的镜头控制模块7根据对焦信号，对镜头进行对焦，以及步骤S205，在镜头完成对焦后，在镜头完成对焦后，相机模块5对运动到相机模块5的拍摄范围内的物料1进行拍照，以获取物料图像。

根据本发明的一个实施例，测距模块3包括：发光单元和受光单元，且发光单元发射的光线投射在受光单元上，从而在物料1经过测距模块3时，受光单元通过检测自身接收到的光线的变化，来获取物料1的高度值。

根据本发明的一个实施例，采集方法还包括：在物料1进入相机模块5的拍摄视野内且到达最佳拍摄位置时，可移动的外部触发模块6向控制模块4发送电信号；控制模块4根据电信号，确定物料1已达到最佳拍摄位置，从而控制模块4控制相机模块5进行拍照，以获取物料图像。

在该实施例中，该外部触发模块6可为光电传感器，从而调节触发拍照光电传感器的位置，来确定相机模块5可以采集物料1的全幅图片的最佳位置，以免因触发时机不佳造成所拍图片不全。同时，触发拍照的光电传感器是以光电效应为基础，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号，被测量是指被测物体，当转化后的电信号被控制模块4识别后，控制模块4立即对前期对完焦的相机模块5发出指令进行拍照。

根据本发明的一个实施例，采集方法还包括：照明模块2获取物料1的成像面的亮度信息，并将亮度信息发送至控制模块4；控制模块4根据亮度信息，调整照明模块2的发光角度和亮度，从而保障了成像面的亮度，进而保证了物料图像的拍摄效果。

根据本发明的一个实施例，采集方法还包括：预先将高度值和调焦信号之间的对应关系存储至控制模块4中，从而可快读确定对焦信号，进而其通过减少拍摄时间，加快了物流的采集过程。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。例如，可将图2中的步骤S203和步骤S205合并为一个步骤进行执行。

此外，为了便于理解本发明的技术方案，下面通过物料图像的采集方法的的具体实现步骤来进行描述，

该物料图像的采集方法的具体步骤如下：

步骤S1，当有物料1经过测距模块3的时候，测距模块3采集物料1的高度值；

步骤S2，控制模块4根据测距模块3采集的物料1的高度值，计算出物料1的成像面到相机模块5的镜头之间的距离；

步骤S3，控制模块4根据成像面和镜头之间的距离，向相机模块5发送镜头马达的对焦信号；

步骤S4，对焦马达接收到对焦信号后立刻进行对焦；

步骤S5，对焦完成后的镜头等待物料1到位后相机拍照；

步骤S6，当物料1进入相机模块5的拍摄视野范围内且到达最佳拍摄位置后，外部触发模块6向控制模块4发送电信号；

步骤S7，控制模块4接收到电信号后，操控相机模块5进行拍照。

借助于本发明的上述技术方案，通过在检测到物料后，自动控制相机模块的镜头对其下方的不规则物料进行对焦，从而避免因采用固定对焦的方式造成不同高度的规则物料的对焦不准确的问题，进而还避免了获取的物料图像不清晰的问题。进一步的，还可通过调整外部触发模块的位置，确定相机模块可采集全幅图像的最佳拍摄位置，以避免因触发时机不佳造成所拍图像不全的问题，同时，还保证了图像的拍摄效果。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种物料图像的采集装置，其特征在于，包括：

测距模块，所述测距模块用于获取物料的高度值，其中，所述物料包括不规则物料；

控制模块，所述控制模块和所述测距模块电连接，所述控制模块用于根据所述物料的高度值，计算出所述物料的成像面和相机模块的镜头之间的距离，并根据所述距离，确定对焦信号并发送至所述相机模块；以及

所述相机模块，所述相机模块和所述控制模块电连接，且所述相机模块设置在可移动的基座上，所述相机模块包括镜头控制模块，所述镜头控制模块根据所述对焦信号，对所述镜头进行对焦，以及在所述镜头对焦完成后，所述相机模块对运动到所述相机模块的拍摄范围内的所述物料进行拍照，以获取所述物料图像。

2.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述测距模块包括：

发光单元和受光单元，所述发光单元和所述受光单元分别设置在传送所述物料的传送带的左右两侧，且所述发光单元发射的光线投射在所述受光单元上，从而在所述物料经过所述测距模块时，所述受光单元通过检测自身接收到的光线的变化，来获取所述物料的高度值。

3.根据权利要求2所述的采集装置，其特征在于，所述采集装置还包括：

可移动的外部触发模块，所述外部触发模块和所述控制模块电连接，且所述外部触发模块设置在所述物料的输送方向上的一侧，所述外部触发模块用于在所述物料进入所述相机模块的拍摄视野内且到达最佳拍摄位置时，向所述控制模块发送电信号；以及

所述控制模块根据所述电信号，确定所述物料已达到所述最佳拍摄位置，从而所述控制模块控制所述相机模块进行拍照，以获取所述物料图像。

4.根据权利要求3所述的采集装置，其特征在于，所述采集装置还包括：

可移动的照明模块，所述照明模块和所述控制模块电连接，且所述照明模块、所述控制模块和所述相机模块均设置在所述传送带的上方，所述照明模块用于获取所述成像面的亮度信息，并将所述亮度信息发送至所述控制模块，所述控制模块根据所述亮度信息，调整所述照明模块的发光角度和亮度。

5.根据权利要求4所述的采集装置，其特征在于，所述照明模块进一步包括：

第一光源单元和第二光源单元，所述第一光源单元和所述第二光源单元均与所述控制模块电连接，且所述第一光源单元的发射光线和所述第二光源单元的发射光线均指向所述传送带。

6.一种物料图像的采集方法，其特征在于，包括：

测距模块获取物料的高度值，并将所述物料的高度值发送至控制模块，其中，所述物料包括不规则物料；

所述控制模块根据所述物料的高度值，计算出所述物料的成像面和设置在可移动的基座上的相机模块的镜头之间的距离，并且所述控制模块还根据所述距离，确定对焦信号并发送至所述相机模块；以及

所述相机模块中的镜头控制模块根据所述对焦信号，对所述镜头进行对焦，以及在所述镜头完成对焦后，所述相机模块对运动到所述相机模块的拍摄范围内的所述物料进行拍照，以获取所述物料图像。

7.根据权利要求6所述的采集方法，其特征在于，所述测距模块包括：发光单元和受光单元，且所述发光单元发射的光线投射在所述受光单元上，从而在所述物料经过所述测距模块时，所述受光单元通过检测自身接收到的光线的变化，来获取所述物料的高度值。

8.根据权利要求7所述的采集方法，其特征在于，所述采集方法还包括：

在所述物料进入所述相机模块的拍摄视野内且到达最佳拍摄位置时，可移动的外部触发模块向所述控制模块发送电信号；

所述控制模块根据所述电信号，确定所述物料已达到所述最佳拍摄位置，从而所述控制模块控制所述相机模块进行拍照，以获取所述物料图像。

9.根据权利要求8所述的采集方法，其特征在于，所述采集方法还包括：

照明模块获取所述成像面的亮度信息，并将所述亮度信息发送至所述控制模块；

所述控制模块根据所述亮度信息，调整所述照明模块的发光角度和亮度。

10.根据权利要求6所述的采集方法，其特征在于，所述采集方法还包括：

预先将所述高度值和所述调焦信号之间的对应关系存储至所述控制模块中。