CN108956633A - 一种触发相机同步采集运动物体图像的设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触发相机同步采集运动物体图像的设备及系统，包括：位置传感器，用于当检测到流水线上运动物体到达固定位置时，生成位置信号，其中，运动物体到达固定位置的时间在到达相机的采图位置之前；位移确定装置，用于实时确定流水线的位移；分别与位置传感器和位移确定装置连接的控制器，用于预先获取固定位置与采图位置之间的第一位移；在接收到位置信号后记录流水线此时的第二位移，并当流水线基于第二位移再移动第一位移后，控制相机采图。可见，本申请根据运动物体所在流水线的位移，判定其是否到达相机的采图位置，即使流水线的移动速度改变，运动物体从固定位置到采图位置之间的位移也不会改变，从而实现相机精确且便捷地采图。

Description

一种触发相机同步采集运动物体图像的设备及系统

技术领域

本发明涉及图像采集领域，特别是涉及一种触发相机同步采集运动物体图像的设备及系统。

背景技术

目前，相机是一种利用光学成像原理形成影像，并使用底片记录影像的装置，其通常用于采集固定位置的物体的图像。但在工业生产中，物体一般都随流水线移动(这些物体称为运动物体)，现有技术中，对于工业生产中各运动物体的图像采集，通常采用固定位置的相机，每隔一段时间采集一次运动物体的图像，从而对该运动物体进行外观检测及缺陷分析。但是，若流水线的移动速度改变，则需要重新调整相机采集图像的时间间隔，过程比较繁琐；而且，当时间间隔较小时，不易准确调节，若时间间隔调节不准确，则会导致后期相机采集的图像偏差较大。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种触发相机同步采集运动物体图像的设备及系统，根据运动物体所在的流水线的位移，判定运动物体是否到达相机的采图位置，即使流水线的移动速度改变，运动物体从固定位置到采图位置之间的位移也不会有所改变，从而实现相机精确且便捷地采集图像。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种触发相机同步采集运动物体图像的设备，包括：

位置传感器，用于当检测到流水线上运动物体到达预设固定位置时，生成位置信号，其中，所述运动物体到达所述固定位置的时间在到达相机的采图位置之前；

位移确定装置，用于实时确定所述流水线的位移；

分别与所述位置传感器和所述位移确定装置连接的控制器，用于预先获取所述固定位置与所述采图位置之间的第一位移；在接收到所述位置信号后记录所述流水线此时的第二位移，并当所述流水线基于所述第二位移再移动第一位移后，控制所述相机采图。

优选地，所述位移确定装置具体为：

脉冲记录装置，用于累计所述流水线的运动装置的脉冲数值，以实时确定所述流水线的位移；

则所述控制器具体用于预先确定所述固定位置与所述采图位置之间的位移对应的第一脉冲数值；在接收到所述位置信号后记录此时对应的第二脉冲数值，并在接收到数值等于所述第一脉冲数值和所述第二脉冲数值之和的脉冲数值时，控制所述相机采图。

优选地，该设备还包括：

与所述控制器连接的辅助照明装置；所述控制器还用于在控制所述相机采图的同时，控制所述辅助照明装置为当前拍摄的运动物体照明。

优选地，所述辅助照明装置具体为LED灯。

优选地，所述脉冲记录装置具体为光栅尺。

优选地，当所述流水线的运动装置为伺服电机时，所述脉冲记录装置具体为所述伺服电机对应的编码器。

优选地，所述控制器具体为现场可编程门阵列FPGA。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种触发相机同步采集运动物体图像的系统，包括上述任一种触发相机同步采集运动物体图像的设备，还包括：

上位机，用于接收所述相机采集的运动物体图像，并根据所述运动物体图像对运动物体进行外观检测及缺陷分析。

本发明提供了一种触发相机同步采集运动物体图像的设备，包括：位置传感器，用于当检测到流水线上运动物体到达预设固定位置时，生成位置信号，其中，运动物体到达固定位置的时间在到达相机的采图位置之前；位移确定装置，用于实时确定流水线的位移；分别与位置传感器和位移确定装置连接的控制器，用于预先获取固定位置与采图位置之间的第一位移；在接收到位置信号后记录流水线此时的第二位移，并当流水线基于第二位移再移动第一位移后，控制相机采图。

与现有技术中的相机采集运动图像相比，本申请由位置传感器检测流水线上运动物体是否到达所设固定位置，若到达，则生成位置信号；同时由位移确定装置实时确定流水线的位移；然后由控制器根据位置传感器和位移确定装置的传送信息，判定运动物体是否从所设固定位置到达相机的采图位置，若到达，则控制相机采图。可见，本申请根据运动物体所在的流水线的位移，判定运动物体是否到达相机的采图位置，即使流水线的移动速度改变，运动物体从固定位置到采图位置之间的位移也不会有所改变，从而实现相机精确且便捷地采集图像。

本发明还提供了一种触发相机同步采集运动物体图像的系统，与上述触发设备具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种触发相机同步采集运动物体图像的设备；

图2为本发明提供的一种应用图1所示设备触发相机同步采集运动物体图像的示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种触发相机同步采集运动物体图像的设备及系统，根据运动物体所在的流水线的位移，判定运动物体是否到达相机的采图位置，即使流水线的移动速度改变，运动物体从固定位置到采图位置之间的位移也不会有所改变，从而实现相机精确且便捷地采集图像。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种触发相机同步采集运动物体图像的设备。该设备包括：

位置传感器1，用于当检测到流水线上运动物体到达预设固定位置时，生成位置信号，其中，运动物体到达固定位置的时间在到达相机的采图位置之前；

位移确定装置2，用于实时确定流水线的位移；

分别与位置传感器1和位移确定装置2连接的控制器3，用于预先获取固定位置与采图位置之间的第一位移；在接收到位置信号后记录流水线此时的第二位移，并当流水线基于第二位移再移动第一位移后，控制相机采图。

需要说明的是，本申请中的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况修改，否则不需要重新设置。

具体地，一般在工业生产的流水线上，所需加工的物体是按照同等间隔在固定移动速度的流水线上排布，所以当固定位置的相机对物体进行图像采集时，相邻物体的图像采集时间之间的时间差是个定值。但是，在物体位置不变的情况下，当流水线的移动速度改变时，采集相邻物体的图像的时间差值会随之改变，即相机采集物体(流水线上的物体也称运动物体)的图像的时间间隔发生变化。

基于此，本申请考虑到流水线的移动速度会影响相机采集物体的图像的时间间隔，即影响流水线从固定点A移动到固定点B的时间，但不会影响到固定点A到固定点B的距离，所以，本申请中触发相机同步采集运动物体图像的设备的原理是：提前设置一个固定位置(相当于固定点A)，固定位置的设置要求是物体在到达相机的采图位置(相当于固定点B)之前，先到达所设固定位置，这里设固定位置和采图位置之间的距离为X，所以只要在物体到达固定位置后，流水线的位移再次移动X，说明物体到达采图位置，即相机到达采图时间。

请参照图2，图2为本发明提供的一种应用图1所示设备触发相机同步采集运动物体图像的示意图。

更具体地，触发相机同步采集运动物体图像的设备包括位置传感器1、位移确定装置2及控制器3，其中，控制器3提前获取固定位置与采图位置之间的第一位移，即两个位置的距离；位置传感器1用来检测经过固定位置的运动物体，当检测到运动物体到达所设固定位置时，生成位置信号，并将位置信号发送至控制器3；位移确定装置2用来实时确定流水线的位移，并将流水线的位移实时传输至控制器3；控制器3在接收到位置信号后记录流水线此时的第二位移(说明物体到达固定位置)，并当流水线基于第二位移再移动第一位移后(说明物体到达采图位置)，便控制相机采图。可见，本申请中相机采集图像不再依靠自身设置的时间间隔，而是根据运动物体所在的流水线的位移判定相机的采图时间，即使流水线的移动速度改变，流水线从固定点A移动到固定点B之间的位移也不会有所改变，即相机的采图依据不会受到影响，从而实现相机精确且便捷地采集图像。

本发明提供了一种触发相机同步采集运动物体图像的设备，包括：位置传感器，用于当检测到流水线上运动物体到达预设固定位置时，生成位置信号，其中，运动物体到达固定位置的时间在到达相机的采图位置之前；位移确定装置，用于实时确定流水线的位移；分别与位置传感器和位移确定装置连接的控制器，用于预先获取固定位置与采图位置之间的第一位移；在接收到位置信号后记录流水线此时的第二位移，并当流水线基于第二位移再移动第一位移后，控制相机采图。

与现有技术中的相机采集运动图像相比，本申请由位置传感器检测流水线上运动物体是否到达所设固定位置，若到达，则生成位置信号；同时由位移确定装置实时确定流水线的位移；然后由控制器根据位置传感器和位移确定装置的传送信息，判定运动物体是否从所设固定位置到达相机的采图位置，若到达，则控制相机采图。可见，本申请根据运动物体所在的流水线的位移，判定运动物体是否到达相机的采图位置，即使流水线的移动速度改变，运动物体从固定位置到采图位置之间的位移也不会有所改变，从而实现相机精确且便捷地采集图像。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，位移确定装置2具体为：

脉冲记录装置，用于累计流水线的运动装置的脉冲数值，以实时确定流水线的位移；

则控制器3具体用于预先确定固定位置与采图位置之间的位移对应的第一脉冲数值；在接收到位置信号后记录此时对应的第二脉冲数值，并在接收到数值等于第一脉冲数值和第二脉冲数值之和的脉冲数值时，控制相机采图。

具体地，已知流水线的运动装置的脉冲数值对应着流水线的位移，所以本申请采用记录脉冲的方式获取流水线的位移，即位移确定装置2选用脉冲记录装置，用来累计流水线的运动装置的脉冲数值，从而实时确定流水线的位移。此时控制器3只需要根据流水线的位移与其运动装置的脉冲数值的对应关系，同理确定运动物体是否到达采图位置。

作为一种优选地实施例，该设备还包括：

与控制器3连接的辅助照明装置；控制器3还用于在控制相机采图的同时，控制辅助照明装置为当前拍摄的运动物体照明。

进一步地，本申请的设备还包括辅助照明装置，辅助照明装置的照明状态由控制器3控制，其用来为当前拍摄的运动物体照明，所以控制器3在控制相机采图的同时，还控制辅助照明装置开启，实现照明，从而提高相机采图的质量。

作为一种优选地实施例，辅助照明装置具体为LED灯。

具体地，本申请的辅助照明装置可以选用但不仅限于LED灯，在此不做特别的限定。由于LED灯具有节能环保、寿命长、安全可靠等优点，所以在照明上应用较多。

作为一种优选地实施例，脉冲记录装置具体为光栅尺。

具体地，本申请的脉冲记录装置可以选用光栅尺，光栅尺是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置，可用作直线位移或者角位移的检测，其输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大、检测精度高、响应速度快等优点。当然，本申请也可以选用适用于流水线的运动装置的其他脉冲记录装置，在此不做特别的限定。

作为一种优选地实施例，当流水线的运动装置为伺服电机时，脉冲记录装置具体为伺服电机对应的编码器。

具体地，当流水线的运动装置为伺服电机时，伺服电机的编码器中记录有伺服电机的累计脉冲数值，所以本申请的控制器3可以直接利用伺服电机的编码器，获取伺服电机的累计脉冲数值。

作为一种优选地实施例，控制器3具体为现场可编程门阵列FPGA。

具体地，本申请的控制器3可以选用FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，FPGA具有编程灵活、集成度高、开发周期短等优点。FPGA可利用自身的高性能IO接口接收脉冲记录装置发送的累计脉冲数值，利用自身的基本IO接口触发辅助照明装置亮灭，同时触发相机采图。

当然，本申请也可以选用其他类型的控制器，在此不做特别的限定。

本发明还提供了一种触发相机同步采集运动物体图像的系统，包括上述任一种触发相机同步采集运动物体图像的设备，还包括：

上位机，用于接收相机采集的运动物体图像，并根据运动物体图像对运动物体进行外观检测及缺陷分析。

具体地，本申请触发相机同步采集运动物体图像的系统包括上述设备和上位机，上位机用来接收相机采集的运动物体图像，以对运动物体进行外观检测及缺陷分析。此外，上位机与设备中的控制器可通过PCIE(最新的总线和接口标准)接口连接，从而获取控制器读取到的位移和控制器最终的处理结果，所以此时除了选择控制器控制相机采图之外，还可以选择上位机控制相机采图。

本申请提供的系统的其他介绍请参考上述设备实施例，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种触发相机同步采集运动物体图像的设备，其特征在于，包括：

位置传感器，用于当检测到流水线上运动物体到达预设固定位置时，生成位置信号，其中，所述运动物体到达所述固定位置的时间在到达相机的采图位置之前；

位移确定装置，用于实时确定所述流水线的位移；

分别与所述位置传感器和所述位移确定装置连接的控制器，用于预先获取所述固定位置与所述采图位置之间的第一位移；在接收到所述位置信号后记录所述流水线此时的第二位移，并当所述流水线基于所述第二位移再移动第一位移后，控制所述相机采图。

2.如权利要求1所述的触发相机同步采集运动物体图像的设备，其特征在于，所述位移确定装置具体为：

脉冲记录装置，用于累计所述流水线的运动装置的脉冲数值，以实时确定所述流水线的位移；

则所述控制器具体用于预先确定所述固定位置与所述采图位置之间的位移对应的第一脉冲数值；在接收到所述位置信号后记录此时对应的第二脉冲数值，并在接收到数值等于所述第一脉冲数值和所述第二脉冲数值之和的脉冲数值时，控制所述相机采图。

3.如权利要求2所述的触发相机同步采集运动物体图像的设备，其特征在于，该设备还包括：

与所述控制器连接的辅助照明装置；所述控制器还用于在控制所述相机采图的同时，控制所述辅助照明装置为当前拍摄的运动物体照明。

4.如权利要求3所述的触发相机同步采集运动物体图像的设备，其特征在于，所述辅助照明装置具体为LED灯。

5.如权利要求3所述的触发相机同步采集运动物体图像的设备，其特征在于，所述脉冲记录装置具体为光栅尺。

6.如权利要求3所述的触发相机同步采集运动物体图像的设备，其特征在于，当所述流水线的运动装置为伺服电机时，所述脉冲记录装置具体为所述伺服电机对应的编码器。

7.如权利要求5所述的触发相机同步采集运动物体图像的设备，其特征在于，所述控制器具体为现场可编程门阵列FPGA。

8.一种触发相机同步采集运动物体图像的系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的触发相机同步采集运动物体图像的设备，还包括：

上位机，用于接收所述相机采集的运动物体图像，并根据所述运动物体图像对运动物体进行外观检测及缺陷分析。