CN111412346B - 图像采集系统和图像采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像采集系统和图像采集方法，用于采集六面体的六个表面的图像。所述图像采集系统包括：支撑台，适于支撑所述六面体；翻转机构，用于翻转所述六面体，以便将所述六面体的六个表面依次翻转到顶部；水平推动机构，适于将所述六面体从所述翻转机构和所述支撑台中的一个上水平地移动到另一个上；和摄像机，设置在所述支撑台的上方，用于拍摄位于所述支撑台上的六面体的顶部表面的图像。在本发明中，图像采集系统能够自动完成六面体的六个表面的图像采集，提高了图像采集效率。

Description

图像采集系统和图像采集方法

技术领域

本发明涉及一种图像采集系统和图像采集方法，尤其涉及一种适于采集六面体的六个表面的图像的图像采集系统和图像采集方法。

背景技术

在现有技术中，为了能够在线自动识别各个部件，需要预先采集各个部件的各个表面的图像，并把采集到的图像预先存储在存储器中。当在线生产时，视觉系统会拍摄生产线上的各个部件的图像，并将拍摄到的各个部件的图像与预先存储的各个部件的图像进行比对。如果当前拍摄到的部件的图像与预先存储的某个部件的图像一致，就可以判定当前拍摄到的部件是预先存储的某个部件。

但是，在现有技术中，部件通常具有多个表面，因此，需要采集部件的各个表面的图像。在现有技术中，一般采用人工拍摄的方式来采集部件的各个表面的图像。人工采集图像的方案非常费时费力，效率非常低下。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

根据本发明的一个方面，提供一种图像采集系统，用于采集六面体的六个表面的图像。所述图像采集系统包括：支撑台，适于支撑所述六面体；翻转机构，用于翻转所述六面体，以便将所述六面体的六个表面依次翻转到顶部；水平推动机构，适于将所述六面体从所述翻转机构和所述支撑台中的一个上水平地移动到另一个上；和摄像机，设置在所述支撑台的上方，用于拍摄位于所述支撑台上的六面体的顶部表面的图像。

根据本发明的一个实例性的实施例，所述翻转机构包括：翻转件，具有第一板部和与所述第一板部垂直的第二板部，所述六面体的相邻两个表面适于分别贴靠在所述第一板部和所述第二板部上；第一旋转装置，包括第一支架和第一旋转驱动器，所述翻转件转动地安装在所述第一支架上，所述第一旋转驱动器适于驱动所述翻转件绕水平轴线旋转；和第二旋转装置，包括第二支架和第二旋转驱动器，所述第一旋转装置转动地安装在所述第二支架上，所述第二旋转驱动器适于驱动所述第一旋转装置和所述翻转件绕竖直轴线旋转。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述水平推动机构适于将所述支撑台上的所述六面体移动到拍摄位置；当所述支撑台上的所述六面体被移动到所述拍摄位置时，所述摄像机在竖直方向上正对所述六面体的顶部表面，以便拍摄所述六面体的顶部表面的图像。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述支撑台具有在第一水平方向上相对的第一侧和第二侧，所述翻转件设置在所述支撑台的所述第一侧。

根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述支撑台的所述第一侧的边缘部形成有一个缺口，所述翻转件的第一板部适于水平地嵌入到所述缺口中；当所述第一板部水平地嵌入到所述缺口中时，所述第一板部的上表面与所述支撑台的上表面平齐。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述支撑台还具有在与所述第一水平方向垂直的第二水平方向上相对的第三侧和第四侧；所述水平推动机构包括设置在所述支撑台的第一侧的第一推动器和第二推动器，设置在所述支撑台的第三侧的第三推动器，设置在所述支撑台的所述第四侧的第四推动器，和设置在所述支撑台的所述第二侧的第五推动器。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一推动器、所述第二推动器和所述第五推动器适于推动所述六面体沿所述第一水平方向移动；所述第三推动器和所述第四推动器适于推动所述六面体沿所述第二水平方向移动。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一推动器和所述第二推动器位于所述翻转件两侧，所述第五推动器在所述第一水平方向上与所述支撑台上的所述缺口对齐，所述第三推动器和所述第四推动器在所述第二水平方向上对齐。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一推动器、所述第二推动器、所述第三推动器、所述第四推动器和所述第五推动器为汽缸或液压缸。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述图像采集系统还包括一个竖直支撑架和安装在所述竖直支撑架上的竖直驱动器；所述摄像机滑动地安装在竖直支撑架上，所述竖直驱动器适于驱动所述摄像机沿所述竖直方向移动，以便调节所述摄像机与所述六面体的顶部表面之间的距离。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一旋转装置和所述第二旋转装置适于将所述翻转件从第一位置旋转到第二位置；当所述翻转件处于所述第一位置时，所述第一板部水平地嵌入所述支撑台的所述缺口中，使得所述支撑台上的六面体可被移动到所述翻转件的第一板部上；当所述翻转件处于所述第二位置时，所述第一板部的一个侧面贴靠在所述支撑台的边缘部上，并且所述第一板部的上表面与所述支撑台的上表面平齐，使得所述翻转件的第一板部上的六面体可被移动到所述支撑台上。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述翻转件还包括设置在所述第二板部上的按压件，所述按压件适于按压搭载在所述翻转件上的六面体，以便将所述六面体保持在所述翻转件上，从而防止所述六面体在翻转过程中相对于所述翻转件移动。

根据本发明的另一个方面，提供一种图像采集方法，包括以下步骤：

S100：提供权利要求所述的图像采集系统；

S200：将六面体放置在支撑台上的拍摄位置处；

S300：用摄像机拍摄位于所述支撑台上的六面体的位于顶部的一个表面的图像；

S400：用水平推动机构将所述六面体从所述支撑台上推动到翻转机构上；

S500：用翻转机构翻转六面体，使得六面体的另一个表面被翻转到顶部；

S600：用水平推动机构将所述六面体从所述翻转机构上推动到所述支撑台上；

S700：用摄像机拍摄位于所述支撑台上的六面体的被翻转到其顶部的另一个表面的图像；

S800：重复执行前述步骤S400至S700，直至拍完六面体的六个表面的图像。

在根据本发明的前述各个实例性的实施例中，图像采集系统能够自动完成六面体的六个表面的图像采集，提高了图像采集效率。

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

附图说明

图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的图像采集系统的立体示意图，其中，六面体位于支撑台上的拍摄位置处；

图2显示图1所示的六面体从支撑台上推动到翻转机构上；

图3显示将图2所示的翻转机构的翻转件绕与第二水平方向平行的水平轴线旋转45度；

图4显示将图3所示的翻转机构的翻转件绕与竖直平方向平行的竖直轴线旋转90度；

图5显示将图4所示的翻转机构的翻转件绕与第一水平方向平行的水平轴线旋转45度；

图6显示将图5所示的六面体从翻转机构上推动到支撑台上；

图7显示将支撑台上的六面体推动到预定的拍摄位置处。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本发明的一个总体技术构思，提供一种图像采集系统，用于采集六面体的六个表面的图像。所述图像采集系统包括：支撑台，适于支撑所述六面体；翻转机构，用于翻转所述六面体，以便将所述六面体的六个表面依次翻转到顶部；水平推动机构，适于将所述六面体从所述翻转机构和所述支撑台中的一个上水平地移动到另一个上；和摄像机，设置在所述支撑台的上方，用于拍摄位于所述支撑台上的六面体的顶部表面的图像。

图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的图像采集系统的立体示意图，其中，六面体1位于支撑台300上的拍摄位置处。

如图1所示，在图示的实施例中，该图像采集系统用于采集六面体1的六个表面的图像，该六面体1可以为具有六个表面的部件。

如图1所示，在图示的实施例中，该图像采集系统主要包括：支撑台300，翻转机构100、210、220，水平推动机构10、20、30、40、50和摄像机2。支撑台300适于支撑六面体1。

图3显示将图2所示的翻转机构100、210、220的翻转件100绕与第二水平方向平行Y的水平轴线RY旋转45度；图4显示将图3所示的翻转机构100、210、220的翻转件100绕与竖直平方向Z平行的竖直轴线RZ旋转90度；图5显示将图4所示的翻转机构100、210、220的翻转件100绕与第一水平方向X平行的水平轴线RX旋转45度。

如图3至图5所示，在图示的实施例中，翻转机构100、210、220用于翻转六面体1，以便将六面体1的六个表面依次翻转到顶部。

图2显示图1所示的六面体1从支撑台300上推动到翻转机构100、210、220上；图6显示将图5所示的六面体1从翻转机构100、210、220上推动到支撑台300上。

如图2和图6所示，在图示的实施例中，水平推动机构10、20、30、40、50适于将六面体1从翻转机构100、210、220和支撑台300中的一个上水平地移动到另一个上。

图7显示将支撑台300上的六面体1推动到预定的拍摄位置处。

如图1和图7所示，在图示的实施例中，摄像机2设置在支撑台300的上方，用于拍摄位于支撑台300上的六面体1的顶部表面的图像。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，翻转机构100、210、220主要包括：翻转件100、第一旋转装置210和第二旋转装置220。翻转件100具有第一板部110和与第一板部110垂直的第二板部120。如图2所示，当六面体1被推动到翻转件100上时，六面体1的相邻两个表面适于分别贴靠在第一板部110和第二板部120上。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，第一旋转装置210包括第一支架(未图示)和第一旋转驱动器(未图示)，翻转件100转动地安装在第一支架上，第一旋转驱动器适于驱动翻转件100绕水平轴线RX、RY(参见图3和图5)旋转。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，第二旋转装置220包括第二支架(未图示)和第二旋转驱动器(未图示)，第一旋转装置210转动地安装在第二支架上，第二旋转驱动器适于驱动第一旋转装置210和翻转件100绕竖直轴线RZ(参见图4)旋转。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，水平推动机构10、20、30、40、50适于将支撑台300上的六面体1移动到拍摄位置。如图1和图7所示，当支撑台300上的六面体1被移动到拍摄位置时，摄像机2在竖直方向Z上正对六面体1的顶部表面，以便拍摄六面体1的顶部表面的图像。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，支撑台300具有在第一水平方向X上相对的第一侧和第二侧，翻转件100设置在支撑台300的第一侧。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，在支撑台300的第一侧的边缘部形成有一个缺口310，翻转件100的第一板部110适于水平地嵌入到缺口310中。如图1和图2所示，当第一板部110水平地嵌入到缺口310中时，第一板部110的上表面与支撑台300的上表面平齐。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，支撑台300还具有在与第一水平方向X垂直的第二水平方向Y上相对的第三侧和第四侧。水平推动机构10、20、30、40、50包括设置在支撑台300的第一侧的第一推动器10和第二推动器20，设置在支撑台300的第三侧的第三推动器30，设置在支撑台300的第四侧的第四推动器40，和设置在支撑台300的第二侧的第五推动器50。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，第一推动器10、第二推动器20和第五推动器50适于推动六面体1沿第一水平方向X移动。第三推动器30和第四推动器40适于推动六面体1沿第二水平方向Y移动。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，第一推动器10和第二推动器20位于翻转件100两侧，第五推动器50在第一水平方向X上与支撑台300上的缺口310对齐，第三推动器30和第四推动器40在第二水平方向Y上对齐。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，第一推动器10、第二推动器20、第三推动器30、第四推动器40和第五推动器50可以为具有伸缩杆的汽缸或液压缸，在图示的实施例中，仅标示出了第五推动器50的伸缩杆51。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，图像采集系统还包括一个竖直支撑架400和安装在竖直支撑架400上的竖直驱动器3。摄像机2滑动地安装在竖直支撑架400上。竖直驱动器3适于驱动摄像机2沿竖直方向Z移动，以便调节摄像机2与六面体1的顶部表面之间的距离。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，第一旋转装置210和第二旋转装置220适于将翻转件100从图2所示的第一位置旋转到图5所示的第二位置和将翻转件100从图5所示的第二位置旋转到图2所示的第一位置。

如图2所示，在图示的实施例中，当翻转件100处于第一位置时，第一板部110水平地嵌入支撑台300的缺口310中，使得支撑台300上的六面体1可被移动到翻转件100的第一板部110上。

如图5所示，在图示的实施例中，当翻转件100处于第二位置时，第一板部110的一个侧面贴靠在支撑台300的边缘部上，并且第一板部110的上表面与支撑台300的上表面平齐，使得翻转件100的第一板部110上的六面体1可被移动到支撑台300上。

如图1至图7所示，在图示的实施例中，翻转件100还包括设置在第二板部120上的按压件130，该按压件130适于按压搭载在翻转件100上的六面体1，以便将六面体1保持在翻转件100上，从而防止六面体1在翻转过程中相对于翻转件100移动。

下面将参照附图说明前述图像采集系统采集六面体1的各个表面的图像的方法，该方法主要包括以下步骤：

S100：如图1所示，提供图示的图像采集系统；

S200：如图1所示，将六面体1放置在支撑台300上的拍摄位置处；

S300：如图1所示，用摄像机2拍摄位于支撑台300上的六面体1的位于顶部的一个表面的图像；

S400：如图2所示，用水平推动机构10、20、30、40、50将六面体1从支撑台300上推动到翻转机构100、210、220上；

S500：如图3至图5所示，用翻转机构100、210、220翻转六面体1，使得六面体1的另一个表面被翻转到顶部；

S600：如图6所示，用水平推动机构10、20、30、40、50将六面体1从翻转机构100、210、220上推动到支撑台300上；

S700：如图7所示，用摄像机2拍摄位于支撑台300上的六面体1的被翻转到其顶部的另一个表面的图像；

S800：重复执行前述步骤S400至S700，直至拍完六面体1的六个表面的图像。

下面将参见图1至图7详细地说明前述图像采集系统采集六面体1的各个表面的图像的过程.

首先，如图1所示，六面体1被放置在支撑台300上的拍摄位置处；

然后，如图1所示，摄像机2拍摄位于支撑台300上的六面体1的位于顶部的一个表面的图像；

然后，如图2所示，第五推动器50将六面体1从支撑台300上推动到翻转件100上；

然后，如图3所示，第一旋转装置210驱动翻转件100绕与第二水平方向Y平行的水平轴线RY旋转45度；

然后，如图4所示，第二旋转装置220驱动第一旋转装置210和翻转件100一起绕与竖直方向Z平行的竖直轴线RZ旋转90度；

然后，如图5所示，第一旋转装置210驱动翻转件100绕与第一水平方向X平行的水平轴线RX旋转45度；

然后，如图6所示，第一推动器10(或者第二推动器20)将六面体1从翻转件100上推动到支撑台300上；

然后，如图7所示，第三推动器30(或者第四推动器40)将支撑台300上的六面体1推动到预定的拍摄位置处；

然后，如图7所示，摄像机2拍摄位于支撑台300上的六面体1的被翻转到其顶部的另一个表面的图像。

这样，通过重复前述一些步骤，就可以完成六面体1的六个表面的图像的采集工作。

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。

虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (12)

1.一种图像采集系统，用于采集六面体(1)的六个表面的图像，其特征在于，所述图像采集系统包括：

支撑台(300)，适于支撑所述六面体(1)；

翻转机构(100、210、220)，用于翻转所述六面体(1)，以便将所述六面体(1)的六个表面依次翻转到顶部；

其中，所述翻转机构(100、210、220)包括：

翻转件(100)，具有第一板部(110)和与所述第一板部(110)垂直的第二板部(120)，所述六面体(1)的相邻两个表面适于分别贴靠在所述第一板部(110)和所述第二板部(120)上；

第一旋转装置(210)，包括第一支架和第一旋转驱动器，所述翻转件(100)转动地安装在所述第一支架上，所述第一旋转驱动器适于驱动所述翻转件(100)绕水平轴线(RX、RY)旋转；和

第二旋转装置(220)，包括第二支架和第二旋转驱动器，所述第一旋转装置(210)转动地安装在所述第二支架上，所述第二旋转驱动器适于驱动所述第一旋转装置(210)和所述翻转件(100)绕竖直轴线(RZ)旋转；

水平推动机构(10、20、30、40、50)，适于将所述六面体(1)从所述翻转机构(100、210、220)和所述支撑台(300)中的一个上水平地移动到另一个上；和

摄像机(2)，设置在所述支撑台(300)的上方，用于拍摄位于所述支撑台(300)上的六面体(1)的顶部表面的图像。

2.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于：

所述水平推动机构(10、20、30、40、50)适于将所述支撑台(300)上的所述六面体(1)移动到拍摄位置；

当所述支撑台(300)上的所述六面体(1)被移动到所述拍摄位置时，所述摄像机(2)在竖直方向(Z)上正对所述六面体(1)的顶部表面，以便拍摄所述六面体(1)的顶部表面的图像。

3.根据权利要求2所述的图像采集系统，其特征在于：

所述支撑台(300)具有在第一水平方向(X)上相对的第一侧和第二侧，所述翻转件(100)设置在所述支撑台(300)的所述第一侧。

4.根据权利要求3所述的图像采集系统，其特征在于：

在所述支撑台(300)的所述第一侧的边缘部形成有一个缺口(310)，所述翻转件(100)的第一板部(110)适于水平地嵌入到所述缺口(310)中；

当所述第一板部(110)水平地嵌入到所述缺口(310)中时，所述第一板部(110)的上表面与所述支撑台(300)的上表面平齐。

5.根据权利要求4所述的图像采集系统，其特征在于：

所述支撑台(300)还具有在与所述第一水平方向(X)垂直的第二水平方向(Y)上相对的第三侧和第四侧；

所述水平推动机构(10、20、30、40、50)包括设置在所述支撑台(300)的第一侧的第一推动器(10)和第二推动器(20)，设置在所述支撑台(300)的第三侧的第三推动器(30)，设置在所述支撑台(300)的所述第四侧的第四推动器(40)，和设置在所述支撑台(300)的所述第二侧的第五推动器(50)。

6.根据权利要求5所述的图像采集系统，其特征在于：

所述第一推动器(10)、所述第二推动器(20)和所述第五推动器(50)适于推动所述六面体(1)沿所述第一水平方向(X)移动；

所述第三推动器(30)和所述第四推动器(40)适于推动所述六面体(1)沿所述第二水平方向(Y)移动。

7.根据权利要求6所述的图像采集系统，其特征在于：

所述第一推动器(10)和所述第二推动器(20)位于所述翻转件(100)两侧，所述第五推动器(50)在所述第一水平方向(X)上与所述支撑台(300)上的所述缺口(310)对齐，所述第三推动器(30)和所述第四推动器(40)在所述第二水平方向(Y)上对齐。

8.根据权利要求7所述的图像采集系统，其特征在于：

所述第一推动器(10)、所述第二推动器(20)、所述第三推动器(30)、所述第四推动器(40)和所述第五推动器(50)为汽缸或液压缸。

9.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于：

所述图像采集系统还包括一个竖直支撑架(400)和安装在所述竖直支撑架(400)上的竖直驱动器(3)；

所述摄像机(2)滑动地安装在竖直支撑架(400)上，所述竖直驱动器(3)适于驱动所述摄像机(2)沿竖直方向(Z)移动，以便调节所述摄像机(2)与所述六面体(1)的顶部表面之间的距离。

10.根据权利要求4所述的图像采集系统，其特征在于：

所述第一旋转装置(210)和所述第二旋转装置(220)适于将所述翻转件(100)从第一位置旋转到第二位置；

当所述翻转件(100)处于所述第一位置时，所述第一板部(110)水平地嵌入所述支撑台(300)的所述缺口(310)中，使得所述支撑台(300)上的六面体(1)可被移动到所述翻转件(100)的第一板部(110)上；

当所述翻转件(100)处于所述第二位置时，所述第一板部(110)的一个侧面贴靠在所述支撑台(300)的边缘部上，并且所述第一板部(110)的上表面与所述支撑台(300)的上表面平齐，使得所述翻转件(100)的第一板部(110)上的六面体(1)可被移动到所述支撑台(300)上。

11.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于：

所述翻转件(100)还包括设置在所述第二板部(120)上的按压件(130)，所述按压件(130)适于按压搭载在所述翻转件(100)上的六面体(1)，以便将所述六面体(1)保持在所述翻转件(100)上，从而防止所述六面体(1)在翻转过程中相对于所述翻转件(100)移动。

12.一种图像采集方法，包括以下步骤：

S100：提供权利要求1所述的图像采集系统；

S200：将六面体(1)放置在支撑台(300)上的拍摄位置处；

S300：用摄像机(2)拍摄位于所述支撑台(300)上的六面体(1)的位于顶部的一个表面的图像；

S400：用水平推动机构(10、20、30、40、50)将所述六面体(1)从所述支撑台(300)上推动到翻转机构(100、210、220)上；

S500：用翻转机构(100、210、220)翻转六面体(1)，使得六面体(1)的另一个表面被翻转到顶部；

S600：用水平推动机构(10、20、30、40、50)将所述六面体(1)从所述翻转机构(100、210、220)上推动到所述支撑台(300)上；

S700：用摄像机(2)拍摄位于所述支撑台(300)上的六面体(1)的被翻转到其顶部的另一个表面的图像；

S800：重复执行前述步骤S400至S700，直至拍完六面体(1)的六个表面的图像。

Images