CN111491096A

CN111491096A - 一种图像自动采集系统、方法、装置及存储介质

Info

Publication number: CN111491096A
Application number: CN202010243600.6A
Authority: CN
Inventors: 王文龙; 莫迪威; 张春良
Original assignee: Guangzhou University
Current assignee: Guangzhou University
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2020-08-04

Abstract

本申请公开了一种图像自动采集系统、方法、装置及存储介质。所述系统包括滑轨模组、相机、电机单元、第一处理单元、第二处理单元和控制单元，能够通过电机和滑轨驱动相机在空间中运动，并且通过对相机采集到的图像进行分析，得到相机的图像采集区域和所采集图像的清晰度数据，然后根据这些信息和数据通过控制单元控制电机单元的运动状态。本申请实施例中，所述的系统能够自动地调整相机的空间位置，使得图像采集的工作更加高效，减轻了人力成本和工作负担，并且采集的图像清晰度更好，提高了图像采集的效率和质量。本申请可广泛应用于图像采集技术领域内。

Description

一种图像自动采集系统、方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及图像采集技术领域，尤其是一种图像自动采集系统、方法、装置及存储介质。

背景技术

目前，在图像采集技术领域上，通常需要对某个固定区域的图像进行采集作业，例如采集工业产品表面的图片，观测是否有裂缝划痕来判断生产质量；亦或者采集某些医学标本的图像做检测分析工作等等。

现有的技术中，这些图像的获取方式主要是通过手动调整相机的摄像头位置至焦距合适，再固定相机位置进行拍摄，随后将采集到的图像传输至上位计算机进行后续处理工作。但是手动调节相机至合适位置，常常操作非常不方便，并且拍摄过程中如若被拍摄物体发生位移或者变形，固定位置的相机容易由于焦距不合适而导致拍摄图像模糊，图片质量显著降低，又需重新调整。目前，现有技术中还缺少一种技术方案，以用于解决以上问题。

发明内容

本申请的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本申请实施例的一个目的在于提供一种图像自动采集系统，通过该系统能够自动地调整相机的空间位置，使得图像采集的工作更加高效，减轻了人力成本和工作负担，并且采集的图像清晰度更好，提高了图像采集的质量。

本申请实施例的另一个目的在于提供一种图像自动采集方法。

为了达到上述技术目的，本申请实施例所采取的技术方案包括：

第一方面，本申请实施例提供了一种图像自动采集系统，包括：

滑轨模组，包括对应于三维空间轴向的三个滑轨；

相机，设置于所述滑轨上，用于采集图像；

电机单元，用于驱动所述相机在所述滑轨上运动；

第一处理单元，用于对所述图像进行分析，得到图像采集区域；

第二处理单元，用于对所述图像进行分析，得到清晰度数据；

控制单元，用于根据所述图像采集区域或者所述清晰度数据，控制所述电机单元的运行状态。

另外，根据本申请上述实施例的图像自动采集系统，还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述滑轨模组包括对应于三维空间X轴向的第一滑轨、对应于三维空间Y轴向的第二滑轨和对应于三维空间Z轴向的第三滑轨；

所述第二滑轨设置于所述第三滑轨上，所述第一滑轨设置于所述第二滑轨上；

所述相机设置于所述第一滑轨上。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述系统还包括：

存储单元，用于存储所述图像。

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述系统还包括：

定位单元，包括设置于所述滑轨两端的限位传感器，用于获取所述相机在所述滑轨上的位置信息。

第二方面，本申请实施例提出了一种图像自动采集方法，用于通过上述的系统采集图像，所述方法包括以下步骤：

获取相机采集的图像；

对所述图像进行分析，得到图像采集区域和清晰度数据；

根据所述图像采集区域或者所述清晰度数据，驱动所述相机在所述滑轨上运动。

另外，根据本申请上述实施例的图像自动采集方法，还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述图像采集区域或者所述清晰度数据，驱动所述相机在所述滑轨上运动，包括：

根据所述图像采集区域和预设的感兴趣区域，驱动所述相机在所述第二滑轨和/或第三滑轨上运动。

根据所述清晰度数据和预设的清晰度阈值，驱动所述相机在所述第一滑轨上运动。

进一步地，在本申请的一个实施例中，还包括以下步骤：

驱动所述相机在所述第一滑轨上运动，直至所述清晰度数据达到最大值。

第三方面，本申请实施例提供了一种图像自动采集装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现上述的图像自动采集方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于实现上述的图像自动采集方法。

本申请的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到：

本申请实施例中的所述系统，能够通过电机和滑轨驱动相机在空间中运动，并且通过第一处理单元、第二处理单元对相机采集到的图像进行分析，得到相机的图像采集区域和所采集图像的清晰度数据，然后根据这些信息和数据通过控制单元控制电机单元的运动状态，使得相机能够工作在合适的图像采集区域，并提高采集到图像的清晰度。本申请实施例中，所述的系统能够自动地调整相机的空间位置，使得图像采集的工作更加高效，减轻了人力成本和工作负担，并且采集的图像清晰度更好，提高了图像采集的效率和质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本申请实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本申请的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员来说，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。

图1为根据本申请实施例提供的一种图像自动采集系统的结构示意图；

图2为根据本申请实施例提供的一种图像自动采集系统的三维示意图；

图3为根据本申请实施例提供的一种图像自动采集方法的流程示意图；

图4为根据本申请实施例提供的一种图像自动采集装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

下面参照附图详细描述根据本申请实施例提出的图像自动采集方法和系统，首先将参照附图描述根据本申请实施例提出的图像自动采集系统。

参照图1，本申请实施例中提供的一种图像自动采集系统，主要包括：

滑轨模组110，包括对应于三维空间轴向的三个滑轨；

相机120，设置于所述滑轨上，用于采集图像；

电机单元130，用于驱动所述相机在所述滑轨上运动；

第一处理单元140，用于对所述图像进行分析，得到图像采集区域；

第二处理单元150，用于对所述图像进行分析，得到清晰度数据；

控制单元160，用于根据图像采集区域或者所述清晰度数据，控制所述电机单元的运行状态。

本申请实施例中，所述的图像自动采集系统包括滑轨模组110、相机120、电机单元130、第一处理单元140、第二处理单元150和控制单元160。其中，所述相机120设置于所述滑轨模组110上，所述滑轨模组能够使得所述相机120在三维空间中移动。所述相机120具体可以采用单反相机、数码相机、微单相机、胶片相机或者工业、医学等专用相机设备，所述相机120的拍摄时间间隔可以灵活调整，换言之，及图像采集的速度可调。所述电机单元130中的电机用于驱动相机120的运动，电机单元130的运行参数(例如电机的速度)也可以灵活调整，处理不同任务时可以有区别。在相机120运动或者系统工作的过程中，通过第一处理单元140、第二处理单元150对相机120采集到的图像进行分析，得到相机120的图像采集区域和所采集图像的清晰度数据，然后根据这些信息和数据通过控制单元160控制电机单元130的运动状态，使得相机120能够工作在合适的图像采集区域，并提高采集到图像的清晰度。本申请实施例中，所述的系统能够自动地调整相机120的空间位置，使得图像采集的工作更加高效，减轻了人力成本和工作负担，并且采集的图像清晰度更好，提高了图像采集的效率和质量。

参照图2，可选的，本申请实施例中提供了一种滑轨模组110、相机120和电机单元130的设置方式。其中，所述滑轨模组110包括对应于三维空间X轴向的第一滑轨1101、对应于三维空间Y轴向的第二滑轨1102和对应于三维空间Z轴向的第三滑轨1103；所述第二滑轨1102设置于所述第三滑轨1103上，所述第一滑轨1101设置于所述第二滑轨1102上。所述相机120设置于所述第一滑轨1101上。电机单元130包括第一电机1301、第二电机1302和第三电机1303，分别用于驱动第二滑轨1102、第一滑轨1101和相机120的运动。

对于这样的设置方式，本申请实施例中的系统在使用时，将待采集的物体180放置于相机120的镜头前端，相机120设置在滑轨模组110上，当第二滑轨1102在第三滑轨1103上以三维空间Z轴方向滑动时，相机120也会被带动在Z轴方向滑动(即在第三滑轨1103的方向上滑动)；当第一滑轨1101在第二滑轨1102上以三维空间Y轴方向滑动时，相机120也会被带动在Y轴方向滑动(即在第二滑轨1103的方向上滑动)；上述的两种情况中，相机120运动所处的平面相对于待采集的物体180距离是一样的，此时移动改变的相机的图像采集区域。当相机120的图像采集区域固定对准待采集的物体180后，相机120本身在第一滑轨1101以三维空间X轴方向滑动时，相机120的镜头聚焦点会改变，因此这种情况下，所采集到的图像清晰度数据会改变。

可以理解到，对于上述结构的滑轨模组110、相机120和电机单元130来说，可以通过调整相机120在所述第二滑轨1102和/或第三滑轨1103上的位置来调整相机120的图像采集区域，也可以调整相机120在第一滑轨1101上的位置来调整采集到的图像的清晰度。这里，所述调整相机120在第三滑轨1103上的位置指的是通过移动所述第二滑轨1102在第三滑轨1103上的位置来带动相机120移动；调整相机120在所述第二滑轨1102上的位置指的是通过移动所述第一滑轨1101在所述第二滑轨1102上的位置来带动相机120移动；所述调整相机120在第一滑轨1101上的位置指的即为移动所述相机120在第一滑轨1101上的位置。当然，图2中示出的仅为一种可选的设置方式，实际的运用中可以按照上述原理进行调整。

可选的，本申请实施例中的图像自动采集系统还可以包括定位单元170，该定位单元170包括设置于所述滑轨两端的限位传感器，用于获取所述相机在所述滑轨上的位置信息。

参照图2，本申请实施例中，对于各个滑轨，还设置了限位传感器来确定相机120的空间位置。具体地，包括设置在第一滑轨1101两端的两个限位传感器1701～1702、设置在第二滑轨1102两端的两个限位传感器1703～1704和设置在第三滑轨1103两端的两个限位传感器1705～1706。限位传感器的原理为金属感应开关，对于每一个滑轨，当其上的组件运动至限位传感器上方时，限位传感器感应到组件将触发信号发生，从而标记到相机120所能在空间中运动的一个最远距离。例如：当第二滑轨1102运动至第五限位传感器1705上方时，判断为相机120运动到Z轴零点，得到当前Z轴零点的坐标值；当第二滑轨1102运动至第六限位传感器1706上方时，判断为相机120运动到Z轴极点，得到当前Z轴极点的坐标值。类似地，当各三维控制轴向完成零点、极点校准后，便可将数据输入到控制单元160，控制单元160结合电机单元130的运行速度得到相机120的移动距离，便能清楚地确定出相机120的当前位置信息，从而确定相机120的合理运动空间，保护滑轨模组110，防止电机单元130过载。

可选的，本申请实施例中的图像自动采集系统还可以包括存储单元190，用于存储所述图像。具体地，在存储过程中，可以对图像进行划分，确定存储全部的图像数据或者仅存储感兴趣区域的图像数据；而且图像实际存储的时间间隔、存储单元的存储空间也可以灵活设置、调整。

下面将参照附图描述根据本申请实施例提出的图像自动采集方法。

参照图3，本申请实施例中提供的一种图像自动采集方法，主要包括以下步骤：

S1、获取相机采集的图像；

S2、对所述图像进行分析，得到图像采集区域和清晰度数据；

S3、根据所述图像采集区域或者所述清晰度数据，驱动所述相机在所述滑轨上运动。

本申请实施例中，首先通过上述系统实施例中的相机获取到采集的图像，然后对所述图像进行分析，确定相机当前的图像采集区域和采集到的图像清晰度数据，此处的清晰度数据指的是针对对焦点而言。最终，根据图像采集区域和清晰度数据，通过控制电机单元的运动状态，驱动相机在滑轨组件上运动，使得其能够工作在合适的图像采集区域，并提高采集到图像的清晰度。本申请实施例中，所述的方法能够自动地调整相机的空间位置，使得图像采集的工作更加高效，减轻了人力成本和工作负担，并且采集的图像清晰度更好，提高了图像采集的质量。

可选地，在本申请实施例中，所述根据所述图像采集区域或者所述清晰度数据，驱动所述相机在所述滑轨上运动，包括：

对于图2所述结构的采集系统，本申请实施例中的方法可以通过调整相机120在所述第二滑轨1102和/或第三滑轨1103上的位置来调整相机120的图像采集区域，从而使得图像采集区域和预设的感兴趣区域尽可能地重合，提高图像采集的准确性。这里还可以设置相应的比例，例如设置图像采集区域包括80％以上的感兴趣区域，则可以认为该图像采集区域满足要求，停止驱动相机，开始后续对焦的工作。这里所述调整相机120在第三滑轨1103上的位置指的是通过移动所述第二滑轨1102在第三滑轨1103上的位置来带动相机120移动；调整相机120在所述第二滑轨1102上的位置指的是通过移动所述第一滑轨1101在所述第二滑轨1102上的位置来带动相机120移动。

可选地，在本申请实施例中，还包括以下步骤：

本申请实施例中，对于图2所述结构的采集系统，还可以调整相机120在第一滑轨1101上的位置来调整采集到的图像的清晰度；这里调整的目标既可以是超过预设的清晰度阈值，也可以是使得所述清晰度数据达到最大值，也可以是目前的清晰度数据低于预设的清晰度阈值时开始调整，所述清晰度数据达到最大值时结束调整。应当说明的是，本申请实施例中的方法可以重复执行，即在每次清晰度数据低于预设的清晰度阈值时都执行上述方法实施例。

由于本申请中的方法是基于上述系统实施例实施的，可见，上述系统实施例中的内容均适用于本方法实施例中，本方法实施例所具体实现的功能与上述系统实施例相同，并且达到的有益效果与上述系统实施例所达到的有益效果也相同。

参照图4，本申请实施例提供了一种图像自动采集装置，包括：

至少一个处理器201；

至少一个存储器202，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器201执行时，使得所述至少一个处理器201实现所述的图像自动采集方法。

同理，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

本申请实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器201可执行的指令，所述处理器201可执行的指令在由处理器201执行时用于执行所述的图像自动采集方法。

同理，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本申请的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本申请，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本申请是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本申请。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本申请的范围，本申请的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的物体销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件物体的形式体现出来，该计算机软件物体存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种图像自动采集系统，其特征在于，包括：

滑轨模组，包括对应于三维空间轴向的三个滑轨；

相机，设置于所述滑轨上，用于采集图像；

电机单元，用于驱动所述相机在所述滑轨上运动；

2.根据权利要求1所述的图像自动采集系统，其特征在于：所述滑轨模组包括对应于三维空间X轴向的第一滑轨、对应于三维空间Y轴向的第二滑轨和对应于三维空间Z轴向的第三滑轨；

所述相机设置于所述第一滑轨上。

3.根据权利要求1所述的图像自动采集系统，其特征在于，还包括：

存储单元，用于存储所述图像。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的图像自动采集系统，其特征在于，还包括：

5.一种图像自动采集方法，用于通过如权利要求2所述的系统采集图像，其特征在于，包括以下步骤：

获取相机采集的图像；

对所述图像进行分析，得到图像采集区域和清晰度数据；

6.根据权利要求5所述的图像自动采集方法，其特征在于，所述根据所述图像采集区域或者所述清晰度数据，驱动所述相机在所述滑轨上运动，包括：

7.根据权利要求5所述的图像自动采集方法，其特征在于，所述根据所述图像采集区域或者所述清晰度数据，驱动所述相机在所述滑轨上运动，包括：

8.根据权利要求5-7中任一项所述的图像自动采集方法，其特征在于，还包括以下步骤：

9.一种图像自动采集装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求5-8中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于：所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于实现如权利要求5-8中任一项所述的方法。