CN109270770B - 一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置，包括物体支撑结构的支撑杆I、支撑杆II、支撑杆III和支撑杆IV通过角铁相互连接，支撑杆与电动推杆通过螺钉连接，转动杆通过轴套与内嵌在电动推杆内的电机连接。相机夹持结构通过夹子固定在支撑杆II、IV上，丝杠导轨两端分别固定在夹子的末端。滑台与滚轴丝杠连接，相机和相机套连接，相机套与相机夹持支架连接，电机通过相机夹持支架上的孔和相机套连接，相机夹持支架与内嵌在滑台中的电机连接。本发明可以实现被拍摄物体沿水平和垂直方向的移动，以及旋转和俯仰角度调节，同时可实现双目视觉相机沿水平和垂直方向的移动和俯仰角度调节，灵活调节被拍摄物体和相机的相对位置及角度。本发明可应用于物体表面质量检测以及物体表面的三维重建。

Description

一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置
技术领域
本发明属于机器视觉技术领域，具体为一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置。
背景技术
随着科技的不断发展进步，在大批量的工业产品加工制造过程中，机器视觉早已经取代人工来检测产品表面质量，机器视觉的应用能够大幅度提高工作效率，并降低检测误差。单目视觉检测虽然结构简单，但检测精度相对较低，对于一些质量精度要求较高的产品，采用双目视觉检测具有重要的实际应用意义。
本发明针对现有双目视觉检测支撑机构大多采用机械式结构，手工调节相机和拍摄物体的位置，精度低，灵活性差，对拍摄环境要求较高。本发明提供一种自动化程度高、定位精度高、节省空间、的一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置，通过电机的独立控制，实现双目相机的相对位置和俯仰角度的自动调节，并且对被拍摄物体实现多自由度的位姿调节。该装置能够代替人用于一些极端条件或危险环境下，为产品表面质量的检测提供了一种高效、快速、稳定的辅助支撑与调节结构。
发明内容
本发明提出一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置，用于物体表面质量检测及三维重建。该装置相比于纯机械式双目视觉相机夹持机构，能够实现装置的自动化调节，包括实现双目视觉相机位姿的独立调节，并且通过物体支撑结构实现物体4个自由度的调节，能够解决常规相机拍摄距离固定，拍摄范围有限的问题。该发明结构紧凑，可调节自由度高，满足运动平稳和控制性能优良的使用要求。
本发明采用如下方案：
一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置，其特征在于：包括物体支撑结构与相机夹持结构；物体支撑结构的支撑杆I、支撑杆II、支撑杆III和支撑杆IV通过角铁相互连接；所述支撑杆I与电动推杆I通过螺钉连接,转动杆I通过轴套与内嵌在所述电动推杆I内的电机连接；所述支撑杆II、支撑杆III、支撑杆IV分别与电动推杆II、电动推杆III、电动推杆IV的连接结构与所述支撑杆I相同，转动杆II、转动杆III、转动杆IV的连接结构与所述转动杆I相同；所述相机夹持结构通过夹子I（6）和夹子II（13）分别夹在支撑杆IV和支撑杆II上，通过螺钉紧固；丝杠导轨（11）两端分别固定在所述夹子（6）和夹子（13）的末端；滚轴丝杠（9）及固定杆I（8）和固定杆II（10）安装在所述丝杠导轨（11）上；滑台（7）与所述滚轴丝杠（9）连接，相机A（1）与相机套（2）连接，所述相机套（2）由相机夹持支架A（4）和相机夹持支架B（3）夹持，所述相机夹持支架A（4）和相机夹持支架B（3）通过销固定，并且与内嵌在滑台（7）中的电机连接；电机(5) 固定在相机夹持支架A（4）上，并与相机套（2）连接；相机B（18）的夹持结构与相机A（1）的夹持结构相同。
作为优选，所述电机(5) 的输出轴穿过相机夹持支架A（4）上的孔带动相机套（2）转动，调节相机的俯仰角度，电机（14）与电机（5）作用相同。
作为优选，所述转动杆I与转动杆III在电机控制下同向转动，用于调节被支撑物体的俯仰角度，所述转动杆II与转动杆IV在电机控制下同向转动，用于调节被支撑物体的水平转动角度；所述电动推杆I、电动推杆II、电动推杆III和电动推杆IV均可由电机独立控制伸缩，调节被支撑物体在水平和垂直方向的移动，方便于调节被支撑物体相对于相机的位置。
作为优选，所述的滑台（7）和滑台（12）内部分别嵌入一个电机，电机通过联轴器与滚轴丝杠（9）连接，带动滑台（7）和滑台（12）在滚轴丝杠（9）上移动，调节相机A（1）和相机B（18）的相对位置。
本发明的有益效果在于：
1. 本发明可以实现被拍摄物体沿水平和垂直方向的移动，以及旋转和俯仰角度，同时可实现双目视觉相机沿水平和垂直方向的移动和俯仰角度，降低了相机与拍摄物体相对位置调整的难度；
2. 本发明相比于单纯机械式双目相机支撑结构，可实现自动化控制，结构简单，占用空间小，控制灵活，适用于很多拍摄对象和工作场景；
3. 本发明物体支撑机构旋转杆与电动推杆同轴装配，相机与被拍摄物体角位移精度较高；
4. 本发明可用于相机，摄影机，扫描仪等拍摄设备，可应用于物体表面质量检测以及物体表面的三维重建。
附图说明
图1是一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置的相机夹持结构分解示意图
图2 是一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置的整体结构示意图
图3 是一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置的物体支撑结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施示例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。本发明的结构组成如图1、图2和图3。
本发明采用如下方案：
实施示例1：
一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置，其特征在于：包括物体支撑结构与相机夹持结构；物体支撑结构的支撑杆I、支撑杆II、支撑杆III和支撑杆IV通过角铁相互连接；所述支撑杆I与电动推杆I通过螺钉连接,转动杆I通过轴套与内嵌在所述电动推杆I内的电机连接；所述支撑杆II、支撑杆III、支撑杆IV分别与电动推杆II、电动推杆III、电动推杆IV的连接结构与所述支撑杆I相同，转动杆II、转动杆III、转动杆IV的连接结构与所述转动杆I相同；所述相机夹持结构通过夹子I（6）和夹子II（13）分别夹在支撑杆IV和支撑杆II上，通过螺钉紧固；丝杠导轨（11）两端分别固定在所述夹子（6）和夹子（13）的末端；滚轴丝杠（9）及固定杆I（8）和固定杆II（10）安装在所述丝杠导轨（11）上；滑台（7）与所述滚轴丝杠（9）连接，相机A（1）与相机套（2）连接，所述相机套（2）由相机夹持支架A（4）和相机夹持支架B（3）夹持，所述相机夹持支架A（4）和相机夹持支架B（3）通过销固定，并且与内嵌在滑台（7）中的电机连接；电机(5) 固定在相机夹持支架A（4）上，并与相机套（2）连接；相机B（18）的夹持结构与相机A（1）的夹持结构相同。
所述电机(5) 的输出轴穿过相机夹持支架A（4）上的孔带动相机套（2）转动，调节相机的俯仰角度，电机（14）与电机（5）作用相同。所述转动杆I与转动杆III在电机控制下同向转动，用于调节被支撑物体的俯仰角度，所述转动杆II与转动杆IV在电机控制下同向转动，用于调节被支撑物体的水平转动角度；所述电动推杆I、电动推杆II、电动推杆III和电动推杆IV均可由电机独立控制伸缩，调节被支撑物体在水平和垂直方向的移动，方便于调节被支撑物体相对于相机的位置。所述的滑台（7）和滑台（12）内部分别嵌入一个电机，电机通过联轴器与滚轴丝杠（9）连接，带动滑台（7）和滑台（12）在滚轴丝杠（9）上移动，调节相机A（1）和相机B（18）的相对位置。
实施示例2：本发明一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置，具体实施步骤如下：
步骤I：x方向电动推杆II、电动推杆IV伸展夹紧物体，同时y方向电动推杆I、电动推杆III回缩，通过相向的旋转杆II、旋转杆IV带动物体以一定的角度间隔旋转一圈；
步骤II：滑台（7）、滑台（12）内嵌的电机带动滑台（7）、滑台（12）通过滚轴丝杠（9）沿x轴方向平移，调节双目视觉相机之间的距离；电机（5）、电机（14），带动相机套转动，调节双目视觉相机俯仰角度，直到满足相机拍摄位姿要求；
步骤III：x方向电动推杆II、电动推杆IV带动物体绕x轴方向每旋转90度，双目相机拍摄一次，拍摄四次完成对物体平行于x轴的四个面的图像采集；
步骤IV：y方向电动推杆I、电动推杆III伸展夹紧物体，同时x方向电动推杆II、电动推杆IV回缩，通过相向的旋转杆I、旋转杆III带动物体旋转以一定的角度间隔旋转一圈；
步骤V：y方向电动推杆I、电动推杆III带动物体绕y轴方向每旋转90度，双目相机拍摄一次，拍摄四次完成对物体平行于y轴的四个面的图像采集。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种用于双目视觉拍摄的相机夹持与物体支撑装置，其特征在于：包括物体支撑结构与相机夹持结构；物体支撑结构的支撑杆I、支撑杆II、支撑杆III和支撑杆IV通过角铁相互连接；所述支撑杆I与电动推杆I通过螺钉连接，转动杆I通过轴套与内嵌在所述电动推杆I内的电动推杆电机连接；所述支撑杆II、支撑杆III、支撑杆IV分别与电动推杆II、电动推杆III、电动推杆IV的连接结构与所述支撑杆I相同，转动杆II、转动杆III、转动杆IV的连接结构与所述转动杆I相同；所述相机夹持结构通过夹子I（6）和夹子II（13）分别夹在支撑杆IV和支撑杆II上，通过螺钉紧固；丝杠导轨（11）两端分别固定在所述夹子I（6）和夹子II（13）的末端；滚轴丝杠（9）及固定杆I（8）和固定杆II（10）安装在所述丝杠导轨（11）上；滑台I（7）与所述滚轴丝杠（9）连接，相机A（1）与相机套（2）连接，所述相机套（2）由相机夹持支架A（4）和相机夹持支架B（3）夹持，所述相机夹持支架A（4）和相机夹持支架B（3）通过销固定，并且与内嵌在滑台I（7）中的滑台电机连接；电机I （5）固定在相机夹持支架A（4）上，并与相机套（2）连接；相机B（18）的夹持结构与相机A（1）的夹持结构相同；
所述电机I （5）的输出轴穿过相机夹持支架A（4）上的孔带动相机套（2）转动，调节相机的俯仰角度，电机II（14）与电机I（5）作用相同；
所述转动杆I与转动杆III在转动杆电机控制下同向转动，用于调节被支撑物体的俯仰角度，所述转动杆II与转动杆IV在转动杆电机控制下同向转动，用于调节被支撑物体的水平转动角度；所述电动推杆I、电动推杆II、电动推杆III和电动推杆IV均可由各自的电动推杆电机独立控制伸缩，调节被支撑物体在水平和垂直方向的移动，方便于调节被支撑物体相对于相机的位置；
所述的滑台I（7）和滑台II（12）内部分别嵌入一个滑台电机，每个滑台电机通过联轴器与滚轴丝杠（9）连接，分别带动滑台I（7）和滑台II（12）在滚轴丝杠（9）上移动，调节相机A（1）和相机B（18）的相对位置。
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