CN109060306A - 一种相机定位与调距方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相机定位与调距方法，首先将待测零件放置在测量平台上，松开镜头调整机构上的四个定位螺栓，通过微调螺栓将相机镜头的四个角的角度调平，再旋紧定位螺栓，压紧相机安装背板，然后通过升降机构把测量平台移动到相机镜头焦点位置获得清晰的视场，最后在光照条件下，用相机外部接线连接触发拍照获得需要的图像。本发明通过相机的定位与调距，能避免影像出现“梯形失真”，适应高精密检测需求。此外，本发明还提供光源，保证顺利采像。
Description
技术领域
本发明涉及机器视觉测量的一种辅助用具的定位与调距方法，特别是一种相机定位与调距方法。
背景技术
目前市场上相机的定位是通过销钉定位相机位置，销钉定位误差大且不容易定位，并且在对相机调距的过程中不能保证物体与相机能保持垂直，物体和镜头之间必须尽量保持垂直以避免“梯形失真”，即如果拍摄物体没有被放置于中心点，此类的影像通常呈非对称性也很难利用软件校正，并且市场上的普通镜头满足不了高精密检测的需求，实用性比较局限。另外，采像技术离不开光源，光源的选择及其性能直接影响采像的成败，影响处理精度和速度。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种相机定位与调距方法。本发明通过相机的定位与调距能避免影像出现“梯形失真”，适应高精密检测需求，实用性范围广。此外，本发明还提供光源，保证顺利采像。
本发明的技术方案：一种相机定位与调距方法，首先将待测零件放置在测量平台上，松开镜头调整机构上的四个定位螺栓，通过微调螺栓将相机镜头的四个角的角度调平，再旋紧定位螺栓，压紧相机安装背板，然后通过升降机构把测量平台移动到镜头焦点位置获得清晰的视场，最后在光照条件下，用相机外部接线连接触发拍照获得需要的图像。
前述的一种相机定位与调距方法中，所述的测量平台要与相机镜头平行，拍摄过程中通过调整测量平台上的螺杆使待测零件水平放置,再微调螺杆进行Z轴方向调焦，来消除由于调焦问题引起的读数误差。
前述的一种相机定位与调距方法中，所述的光照条件包括施加在待测零件上方的环形光源和施加在待测零件下方的面光源。
前述的一种相机定位与调距方法中，实现所述相机定位与调距方法的装置，包括相机架底板，相机架底板上平行设置有相机架右立板和相机架左立板，相机架右立板和相机架左立板上端之间设有相机调节块安装横板；相机调节块安装横板前面连接有镜头调整机构，镜头调整机构连接有相机镜头，相机镜头配合连接有远心镜头，远心镜头下方设有测量平台，测量平台连接有升降机构，测量平台与远心镜头相对平行；相机调节块安装横板的另一面连接所述升降机构，升降机构底端固定在相机架底板上。
前述的一种相机定位与调距方法中，所述的镜头调整机构包括设置在相机调节块安装横板前面的滑台安装板，滑台安装板连接有滑台，滑台连接有滑动板，滑动板上端连接有转接块，转接块下面设有相机安装背板，相机安装背板连接相机镜头，转接块中部设有四个定位螺栓，转接块的四个角上还设有四个微调螺栓，微调螺栓依次贯穿转接块、相机安装背板且与相机镜头连接。
前述的一种相机定位与调距方法中，所述的升降机构包括固定在相机调节块安装横板后面的上螺杆背板，上螺杆背板设有丝杠，丝杠的底端固定在下机架底板上；所述相机架右立板和相机架左立板内侧各设有一个导轨，导轨上设有导轮，导轮连接有导轮支板，两个导轮支板之间固定有支架背板，支架背板的后面固定有下螺杆背板，下螺杆背板上安装丝杠。
前述的一种相机定位与调距方法中，所述的测量平台包括支架背板，支架背板连接有垫板，垫板上设有一对螺杆，螺杆上各连接有一个X型支架副。
前述的一种相机定位与调距方法中，所述的测量平台下方设有面光源安装钣金板，面光源安装钣金板固定在相机架右立板和相机架左立板之间，面光源安装钣金板上设有面光源；测量平台上方设有两个固定在相机架右立板和相机架左立板上的环形光源调节块，两个环形光源调节块之间连接有环形光源安装横板，环形光源安装横板上固定有环形光源连接板，环形光源连接板上设有环形光源。
前述的一种相机定位与调距方法中，所述的相机安装背板的一侧固定有镜头固定板，镜头固定板下端连接有远心镜头固定板，远心镜头设置在远心镜头固定板中间，远心镜头固定板下端固定有镜头托板。
前述的一种相机定位与调距方法中，所述的相机架底板上设有定位孔，相机架右立板和相机架左立板上均设有侧面加强杆，相机架右立板和相机架左立板之间设有背部加强板。
与现有技术相比，本发明通过调整镜头调整机构上的四个微调螺栓可以实现从四个方向上调整相机与目标测量工件的距离，从而在影像出现梯形失真时进行手动补正。转接块上的四个定位螺栓具有定位和负载的作用，通过旋紧四个定位螺栓，可以压紧相机安装背板，防止调整过程中的滑动，增强相机安装背板的刚性。同时，本发明得的相机镜头下面还配合连接有远心镜头，远心镜头具有高分辨率、超宽景深以及独有的平行光设计的特点，因此适应高精密检测的需求。
本发明的相机架右立板和相机架左立板内侧各设有一个导轨，导轨上设有导轮，导轮连接有导轮支板，两个导轮支板之间固定有支架背板，支架背板的后面固定有下螺杆背板，下螺杆背板穿设有丝杠，支架背板前面连接有测量平台，通过测量平台的升降，调整最佳光线位置，拍摄到最清晰的影像。
由于轴类零件种类繁多，针对有阶梯轴的零件，为了可以水平放置测量阶梯轴部分的外径，本发明的测量平台上设有一对螺杆，螺杆上各连接有一个X型支架副，两个X型支架副能对轴类零件阶梯宽度精准调距，使其轴线在水平方向上与水平面尽量保持平行。在横向上，螺杆可以手动旋转到合适的位置并自锁，稳定X型支架副，保证X型支架副上的物体在被测量时不发生偏移。
本发明的测量平台上方设有环形光源，可以为竖直放置的轴类零件提供良好的照明，外圆有了光照下的明暗变化有利于提取圆度等测量特征。测量平台下方还设有面光源，能提高影像质量，并提高系统处理影像的精度和速度。
本发明的相机安装板的一侧固定有镜头固定板，镜头固定板下端连接有远心镜头固定板，远心镜头穿设在远心镜头固定板中间，远心镜头固定板下端固定有镜头托板，起到支撑远心镜头的作用，减少相机镜头与远心镜头连接处的受力。
本发明的相机架底板上设有定位孔，可以与其他工况下的相机外部部件配合。本发明的相机架右立板和相机架左立板上均设有侧面加强杆，相机架右立板和相机架左立板之间设有背部加强板，这种设计能强化系统刚性，避免因机械部分的影响导致光照的均匀性和稳定性发生变化。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的左视图；
图3是本发明的右视图；
图4是本发明的俯视图；
图5是测量平台的结构示意图。
附图标记：1-相机架底板，2-侧面加强杆，3-背部加强板，4-相机架右立板，5-相机调节块安装横板，6-滑台安装板，7-滑台，8-滑动板，9-转接块，10-相机安装背板，11-相机镜头，12-镜头固定板，13-远心镜头，14-远心镜头固定板，15-镜头托板，16-环形光源连接板，17-环形光源，18-测量平台，19-面光源，20-面光源安装钣金板，21-环形光源调节块，22-环形光源安装横板，23-待测零件，24-相机架左立板，25-导轨，26-上螺杆背板，27-丝杠，28-导轮，29-导轮支板，30-微调螺栓，31-定位螺栓，33-定位孔，34-下螺杆背板，35-支架背板，36-X型支架副，37-螺杆，38-垫板，39-镜头调整机构，40-升降机构。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例：一种相机定位与调距方法，首先将待测零件放置在测量平台上，略微松开镜头调整机构上的四个定位螺栓，通过微调螺栓将相机镜头的四个角的角度调平，再旋紧定位螺栓，压紧相机安装背板，然后通过升降机构把测量平台移动到镜头焦点位置获得清晰的视场，最后在光照条件下，用相机外部接线连接触发拍照获得需要的图像。
所述的测量平台要与相机镜头平行，拍摄过程中通过调整测量平台上的螺杆使待测零件水平放置,再微调螺杆进行Z轴方向调焦，来消除由于调焦问题引起的读数误差。所述的光照条件包括施加在待测零件上方的环形光源和施加在待测零件下方的面光源。
实现所述相机定位与调距方法的装置，构成如图1-5所示，包括相机架底板1，相机架底板1为铝合金材质，相机架底板1上平行设置有相机架右立板4和相机架左立板24，相机架右立板4和相机架左立板24上端之间设有相机调节块安装横板5；相机调节块安装横板5前面连接有镜头调整机构39，镜头调整机构39连接有相机镜头11，相机镜头11配合连接有远心镜头13，远心镜头13下方设有测量平台18，测量平台18连接有升降机构40，测量平台18与远心镜头13相对平行；相机调节块安装横板5的另一面连接所述升降机构40，升降机构40底端固定在相机架底板1上。
所述的镜头调整机构39包括设置在相机调节块安装横板5前面的滑台安装板6，滑台安装板6连接有滑台7，滑台7连接有滑动板8，滑动板8上端连接有转接块9，转接块9下面设有相机安装背板10，相机安装背板10连接相机镜头11，转接块9中部设有四个定位螺栓31，转接块9的四个角上还设有四个微调螺栓30，微调螺栓30依次贯穿转接块9、相机安装背板10且与相机镜头11连接。
所述的升降机构40包括固定在相机调节块安装横板5后面的上螺杆背板26，上螺杆背板26设有丝杠27，丝杠27的底端固定在下机架底板上；所述相机架右立板4和相机架左立板24内侧各设有一个型号为ARS20S铝合金线性导轨25，导轨25上设有导轮28，导轮28连接有导轮支板29，两个导轮支板29之间固定有支架背板35，支架背板35的后面固定有下螺杆背板34，下螺杆背板34上安装丝杠27。升降机构40通过支架背板35连接测量平台18能实现测量平台18的升降，调整最佳光线位置，拍摄到最清晰的影像。
由于轴类零件种类繁多，针对有阶梯轴的零件，为了可以水平放置测量阶梯轴部分的外径，本发明的测量平台18上设有一对螺杆37，螺杆37上各连接有一个X型支架副36，两个X型支架副36能对轴类零件阶梯宽度精准调距，使其轴线在水平方向上与水平面尽量保持平行。在横向上，螺杆37可以手动旋转到合适的位置并自锁，稳定X型支架副36，保证X型支架副36上的待测零件23在被测量时不发生偏移。
此外，测量平台18下方设有面光源安装钣金板20，面光源安装钣金板20固定在相机架右立板4和相机架左立板24之间，面光源安装钣金板20上设有面光源19面光源19能提高影像质量，并提高系统处理影像的精度和速度；测量平台18上方设有两个固定在相机架右立板4和相机架左立板24上的环形光源调节块21，两个环形光源调节块21之间连接有环形光源安装横板22，环形光源安装横板22上固定有环形光源连接板16，环形光源连接板16上设有环形光源17，环形光源17可以为竖直放置的轴类零件提供良好的照明，外圆有了光照下的明暗变化有利于提取圆度等测量特征。
作为优选方案，所述的相机安装背板10的一侧固定有镜头固定板12，镜头固定板12下端连接有远心镜头固定板14，远心镜头13穿设在远心镜头固定板14中间，远心镜头固定板14下端固定有镜头托板15，起到支撑远心镜头13的作用，减少相机镜头11与远心镜头13连接处的受力。所述的相机架右立板4和相机架左立板24上均设有侧面加强杆2，相机架右立板4和相机架左立板24之间设有背部加强板3，这种设计能强化系统刚性，避免因机械部分的影响导致光照的均匀性和稳定性发生变化。相机架底板1上还设有定位孔33，可以与其他工况下的相机外部部件配合。
工作原理：首先将待测零件放置在测量平台上，测量平台上设有一对螺杆，螺杆上各连接有一个X型支架副，微调螺杆使待测零件的轴线在水平方向上与水平面尽量保持平行。略微松开镜头调整机构上的四个定位螺栓，通过微调螺栓将相机镜头的四个角的角度调平，再旋紧定位螺栓，压紧相机安装背板，然后通过升降机构把测量平台移动到镜头焦点位置获得清晰的视场，最后在光照条件下，通过调整测量平台上的螺杆使待测零件水平放置,再微调螺杆进行Z轴方向调焦，来消除由于调焦问题引起的读数误差，用相机外部接线连接触发拍照获得需要的图像。
Claims (10)
1.一种相机定位与调距方法，其特征在于：首先将待测零件放置在测量平台上，松开镜头调整机构上的四个定位螺栓，通过微调螺栓将相机镜头的四个角的角度调平，再旋紧定位螺栓，压紧相机安装背板，然后通过升降机构把测量平台移动到相机镜头焦点位置获得清晰的视场，最后在光照条件下，用相机外部接线连接触发拍照获得需要的图像。
2.根据权利要求所述的一种相机定位与调距方法，其特征在于：所述的测量平台要与相机镜头平行，拍摄过程中通过调整测量平台上的螺杆使待测零件水平放置,再微调螺杆进行Z轴方向调焦，来消除由于调焦问题引起的读数误差。
3.根据权利要求所述的一种相机定位与调距方法，其特征在于：所述的光照条件包括施加在待测零件上方的环形光源和施加在待测零件下方的面光源。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种相机定位与调距方法，其特征在于：实现所述相机定位与调距方法的装置，包括相机架底板（1），相机架底板（1）上平行设置有相机架右立板（4）和相机架左立板（24），相机架右立板（4）和相机架左立板（24）上端之间设有相机调节块安装横板（5）；相机调节块安装横板（5）前面连接有镜头调整机构（39），镜头调整机构（39）连接有相机镜头（11），相机镜头（11）配合连接有远心镜头（13），远心镜头（13）下方设有测量平台（18），测量平台（18）连接有升降机构（40），测量平台（18）与远心镜头（13）相对平行；相机调节块安装横板（5）的另一面连接所述升降机构（40），升降机构（40）底端固定在相机架底板（1）上。
5.根据权利要求4所述的一种相机定位与调距方法，其特征在于：所述的镜头调整机构（39）包括设置在相机调节块安装横板（5）前面的滑台安装板（6），滑台安装板（6）连接有滑台（7），滑台（7）连接有滑动板（8），滑动板（8）上端连接有转接块（9），转接块（9）下面设有相机安装背板（10），相机安装背板（10）连接相机镜头（11），转接块（9）中部设有四个定位螺栓（31），转接块（9）的四个角上还设有四个微调螺栓（30），微调螺栓（30）依次贯穿转接块（9）、相机安装背板（10）且与相机镜头（11）连接。
6.根据权利要求4所述的一种相机定位与调距方法，其特征在于：所述的升降机构（40）包括固定在相机调节块安装横板（5）后面的上螺杆背板（26），上螺杆背板（26）设有丝杠（27），丝杠（27）的底端固定在下机架底板（1）上；所述相机架右立板（4）和相机架左立板（24）内侧各设有一个导轨（25），导轨（25）上设有导轮（28），导轮（28）连接有导轮支板（29），两个导轮支板（29）之间固定有支架背板（35），支架背板（35）的后面固定有下螺杆背板（34），下螺杆背板（34）上安装丝杠（27）。
7.根据权利要求4所述的一种相机定位与调距方法，其特征在于：所述的测量平台（18）包括支架背板（35），支架背板（35）连接有垫板（38），垫板（38）上设有一对螺杆（37），螺杆（37）上各连接有一个X型支架副（36）。
8.根据权利要求4所述的一种相机定位与调距方法，其特征在于：所述的测量平台（18）下方设有面光源安装钣金板（20），面光源安装钣金板（20）固定在相机架右立板（4）和相机架左立板（24）之间，面光源安装钣金板（20）上设有面光源（19）；测量平台（18）上方设有两个固定在相机架右立板（4）和相机架左立板（24）上的环形光源调节块（21），两个环形光源调节块（21）之间连接有环形光源安装横板（22），环形光源安装横板（22）上固定有环形光源连接板（16），环形光源连接板（16）上设有环形光源（17）。
9.根据权利要求5所述的一种相机定位与调距方法，其特征在于：所述的相机安装背板（10）的一侧固定有镜头固定板（12），镜头固定板（12）下端连接有远心镜头固定板（14），远心镜头（13）设置在远心镜头固定板（14）中间，远心镜头固定板（14）下端固定有镜头托板（15）。
10.根据权利要求4所述的一种相机定位与调距方法，其特征在于：所述的相机架底板（1）上设有定位孔（33），相机架右立板（4）和相机架左立板（24）上均设有侧面加强杆（2），相机架右立板（4）和相机架左立板（24）之间设有背部加强板（3）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20181221 |