CN115793225A - 一种图像采集反光消除调节装置及其系统 - Google Patents

Abstract

一种图像采集反光消除调节装置，包括图像采集工作台，图像采集工作台上设置有电动伸缩杆，电动伸缩杆上固定有XY操作平台，图像采集工作台上固定限位同轴旋转机构，限位同轴旋转机构上设有反光消除调节机构，本发明通过限位同轴旋转机构和反光消除调节机构可分别可带动图像采集镜头绕Y轴和X轴转动，实现对图像采集镜头在空间中的转动角度的自适应调节，同时通过转动调节后采集的转动状态图像可对初始状态图像中的反光区域和边缘过渡区域进行复原，提高初始状态图像中反光区域和边缘过渡区域所对应的图像的准确性，提高了图像的真实性。

Description

一种图像采集反光消除调节装置及其系统

技术领域

本发明属于显微镜图像处理技术领域，涉及到一种图像采集反光消除调节装置及其系统。

背景技术

显微镜用于对测量精度要求高的待观测产品，例如，精密仪器以及电路板等，当对待观测产品的采集图像要求高时，由于待观测产品表面的高度以及材质影响，在照明光的照射下，待观测物体表面局部会存在镜面反射和漫反射的情况，导致待观测物体表面图像具有反光干扰区域，造成采集的待观测表面图像失真，现有技术在对反光区域进行处理时，仅是对采集的图像进行处理，存在图像处理复杂且难度大，同时对反光图像区域进行处理的过程中，会削弱图像上的特征，使得图像上的特征失去层次感，失去待观测物体表面原有的视觉效果，导致处理后的待观测物体的图像与原有视觉上的图像效果相差太大，无法还原待观测物体的真实图像，进而影响对图像的后续处理。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种图像采集反光消除调节装置及其系统，解决了现有技术中存在的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种图像采集反光消除调节装置，包括图像采集工作台，图像采集工作台上设置有第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆上固定有XY操作平台，图像采集工作台上固定限位同轴旋转机构，限位同轴旋转机构上设有反光消除调节机构；

所述限位同轴旋转机构包括同轴转动扇形板和弧形限位板，同轴转动扇形板内开有扇形槽，扇形槽内设有局部齿轮转动组件以及与局部齿轮转动组件的齿牙相啮合的动力齿轮，动力齿轮的输出轴与同轴旋转电机连接，同轴转动扇形板上固定有弧形限位板，弧形限位板上开有弧形限位槽，局部齿轮转动组件与转动连接板一端相铰接，转动连接板另一端固定有反光消除调节机构，转动连接板上设有与弧形限位槽滑动配合的滑动限位板；

反光消除调节机构包括径向转动底板、径向转动限位筒、反光消除限位架、径向限位调节块和反光消除调节电机，径向转动底板一侧与转动连接板固定连接，另一侧固定有反光消除限位架，反光消除限位架两侧对称开有支撑限位槽，固定在反光消除限位架上的反光消除调节电机输出轴贯穿反光消除限位架与径向转动限位筒连接，径向转动限位筒周侧分布有边界限位导向槽，径向转动底板通过伸缩杆与消除调节倾向单元连接，与与边界限位导向槽和支撑限位槽滑动配合的径向限位调节块固定在伸缩杆和消除调节倾向单元的连接端。

进一步地，所述弧形限位槽的中心与局部齿轮转动组件的轴心相重合。

进一步地，所述局部齿轮转动组件包括局部齿轮轴和限位活动齿，局部齿轮轴两侧对称开有复位调节槽，复位调节槽内设有弧形导向轴，限位活动齿与弧形导向轴滑动配合，限位活动齿两侧通过复位缓冲弹簧与局部齿轮轴连接，弧形导向轴的轴线所对应的圆心与局部齿轮轴的圆心相重合。

进一步地，所述消除调节倾向单元包括倾向调节柱、倾向导板、倾向铰接杆、倾向承载板和转动锁块，倾向调节柱与倾向承载板相铰接，倾向调节柱上滑动设置有倾向导板，倾向导板与倾向铰接杆一端铰接，倾向铰接杆另一端与滑动安装在倾向承载板内转动锁块相铰接，倾向导板通过第二电动伸缩杆与倾向承载板连接，倾向承载板上设有图像采集镜头。

进一步地，所述倾向承载板上开有倾向锁紧限位槽、转动限位筒以及对称设置在倾向锁紧限位槽两侧的锁紧导向槽，锁紧导向槽内通过锁紧伸缩杆滑动设有卡接锁紧块，锁紧伸缩杆上套有锁紧缓冲弹簧。

进一步地，所述倾向锁紧限位槽、转动限位筒和锁紧导向槽相连通。

进一步地，所述转动锁块包括与倾向锁紧限位槽滑动配合的转动锁紧底座、转动锁紧榫头和转动铰接轴，转动锁紧底座内开有转动安装槽，转动安装槽内设有转动铰接轴，转动锁紧榫头转动安装在转动安装槽内且与转动铰接轴相铰接，转动限位锁紧柱贯穿转动锁紧底座固定在转动锁紧榫头前端。

进一步地，所述转动锁紧底座的前、后侧斜面分别与卡接锁紧块的倾斜面滑动配合。

进一步地，一种图像采集反光消除调节系统，包括运动轨迹获取模块、反光角度偏转分析模块、区域筛选处理模块；

运动轨迹获取模块用于分别获取X操作平台和Y操作平台相对于初始位置的移动距离，并实时采集动力齿轮从初始状态起的转动方向、转动时长以及径向转动限位筒从初始状态起的转动时长，并将动力齿轮转动方向、转动时长以及径向转动限位筒的转动时长发送至反光角度偏转分析模块；

反光角度偏转分析模块用于获取转动齿轮的转动方向、转动时长以及径向转动限位筒的转动时长，根据转动尺寸的转动方向以及转动时长，提取出图像采集镜头绕Y轴的实时转动角度，并根据径向转动限位筒的转动时长提取出图像采集镜头绕X轴的实时转动角度；

区域筛选处理模块用于获取转动连接板和径向转动限位筒均处于初始状态下的待观测物体表面的图像，记为初始状态图像，提取初始状态图像上所有像素点，筛选出初始状态图像上所有像素点所对应的亮度大于设定亮度阈值的像素点，构建反光区域；

过渡化边缘定位模块用于提取反光区域内所有像素点，筛选出亮度最大的像素点，作为中心像素点，并以中心像素点向外扩展延伸，直至筛选出反光区域和非反光区域间的边缘过渡区域。

进一步地，还包括过渡化边缘定位模块和图像反光复原模块；

图像反光判定模块用于获取过渡化边缘定位模块筛选出的边缘过渡区域，提取与边缘过渡区域相邻的非反光区域的图像特征，判断图像采集镜头绕X轴和Y轴转动的实时动态角度下所采集的转动状态图像，判断初始状态图像中的反光区域和边缘过渡区域是否完全在转动状态图像的非反光区域内，若不完全在转动状态图像的非反光区域内，继续调整图像采集镜头绕X轴转动或绕Y轴进行转动，直至初始状态图像中的反光区域和边缘过渡区域完全在转动状态图像的非反光区域内；

图像反光复原模块用于获取图像采集镜头绕X轴的实时转动角度以及绕Y轴的实时转动角度后的图像采集镜头所对应的转动位置坐标，提取该转动位置坐标下所对应的初始状态图像中反光区域和边缘过渡区域的图像特征，以将转动位置坐标下采集的转动状态图像中的图像特征还原至初始状态图像中。

有益效果：

本发明提供的图像采集反光消除调节装置，通过限位同轴旋转机构可带动图像采集镜头绕Y轴转动，以调节图像采集镜头对待观测物体图像在Y轴向上的照明调节，排除初始状态图像上因Y轴向上照明而产生的反光，并通过反光消除调节机构可带动图像采集镜头绕X轴转动，以调节图像采集镜头对待观测物体图像在X轴向上的照明调节，排除初始状态图像上因X轴向上照明而产生的反光，实现对图像采集镜头在空间中的转动角度的自适应调节，提高了转动角度调节的灵活性。

本发明通过局部齿轮转动组件的结构，并结合动力齿轮、弧形限位板以及滑动限位板，可控制转动连接板的转动速度均匀，并能够根据转动时长准确地分析出绕Y轴转动角度，且采用限位活动齿可限制转动连接板的转动角度，同时避免转动连接板转动角度无法进行双向复位的问题，提高了转动角度的准确性。

本发明通过在径向转动限位筒上的边界限位导向槽以及反光消除限位架上的支撑限位槽的共同限位下，控制消除调节倾向单元绕X轴进行转动，当转动角度适合时，通过控制转动锁块与倾向承载板进行锁紧固定，以避免图像采集镜头在空间中摆动，提高图像采集的准确性，增强后期根据采集图像的角度而对图像的还原效果。

本发明采用软硬件相结合的方式，通过转动状态图像对初始状态图像中的反光区域和边缘过渡区域进行复原，提高初始状态图像中反光区域和边缘过渡区域所对应的图像的准确性，提高了图像的真实性，提高了图像反光消除的便利性和可操作性性，降低图像单一进行反光处理的难度和工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为一种图像采集反光消除调节装置的结构示意图；

图2为图1的局部结构示意图；

图3为图2的剖视图；

图4为局部齿轮转动组件的剖视图；

图5为反光消除调节机构的剖视图；

图6为消除调节倾向单元的剖视图；

图7为倾向承载板的剖视图；

图8为转动锁块的局部放大剖视图；

图9为图像采集镜头绕Y轴转动的示意图；

图10为图像采集镜头绕X轴转动的示意图；

附图标记：1、图像采集工作台；11、第一电动伸缩杆；2、XY操作平台；21、固定底板；22、X操作平台；23、Y操作平台；24、第一传动电机；25、第一传动丝杠；26、第二传动电机；27、第二传动丝杠；3、限位同轴旋转机构；31、同轴转动扇形板；32、扇形槽；33、局部齿轮转动组件；331、局部齿轮轴；332、弧形导向轴；333、限位活动齿；334、复位缓冲弹簧；34、同轴旋转电机；35、动力齿轮；36、弧形限位板；37、弧形限位槽；38、滑动限位板；39、转动连接板；4、反光消除调节机构；41、径向转动底板；42、径向转动限位筒；43、边界限位导向槽；44、反光消除限位架；45、支撑限位槽；46、伸缩杆；47、径向限位调节块；461、缓冲弹簧片；48、反光消除调节电机；49、消除调节倾向单元；491、倾向调节柱；492、倾向导板；493、倾向铰接杆；494、倾向承载板；4941、倾向锁紧限位槽；4942、转动限位筒；4943、锁紧导向槽；4944、锁紧伸缩杆；4945、卡接锁紧块；4946、锁紧缓冲弹簧；495、第二电动伸缩杆；496、转动锁块；497、图像采集镜头；4961、转动锁紧底座；4962、转动锁紧榫头；4963、转动限位锁紧柱；4964、转动铰接轴。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示，一种图像采集反光消除调节装置，包括图像采集工作台1，图像采集工作台1上设置有第一电动伸缩杆11，第一电动伸缩杆11上固定有XY操作平台2，图像采集工作台1上固定有位于XY操作平台2上方的限位同轴旋转机构3，限位同轴旋转机构3上设有反光消除调节机构4。

XY操作平台2包括固定底板21，固定底板21上滑动设有X操作平台22，X操作平台22侧面固定有与第一传动丝杠25相配合的第一延伸板，第一传动丝杠25与固定在XY操作平台2上的第一传动电机24通过联轴器连接，Y操作平台23滑动设在X操作平台22上，Y操作平台23侧面固定有与第二传动丝杠27相配合的第二延伸板，第二传动丝杠27与固定在Y操作平台23侧面上的第二传动电机26通过联轴器连接。

第一传动丝杠25和第二传动丝杠27的轴线方向相垂直，当第一传动电机24工作，通过第一传动丝杠25带动X操作平台22沿第一传动丝杠25的轴线方向进行移动，当第二传动电机26工作时，通过第二传动丝杠27带动Y操作平台23沿第二传动丝杠27的轴线方向进行移动。

限位同轴旋转机构3包括同轴转动扇形板31和弧形限位板36，同轴转动扇形板31内开有扇形槽32，扇形槽32内通过轴承安装有局部齿轮转动组件33以及与局部齿轮转动组件33的齿牙相啮合的动力齿轮35，动力齿轮35的输出轴与同轴旋转电机34通过联轴器连接，同轴转动扇形板31上固定有弧形限位板36，弧形限位板36上开有弧形限位槽37，所述弧形限位槽37的中心与局部齿轮转动组件33的轴心相重合，局部齿轮转动组件33中心通过定位销与转动连接板39一端相铰接，转动连接板39另一端固定有反光消除调节机构4，转动连接板39上设有与弧形限位槽37滑动配合的滑动限位板38，当动力齿轮35转动时，通过齿牙啮合带动局部齿轮转动组件33进行局部角度调节，且在弧形限位槽37的限位下，转动连接板39带动反光消除调节机构4绕局部齿轮转动组件33的轴心进行转动，以保证反光消除调节机构4的转动轨迹以局部齿轮转动组件33轴心作为旋转点。

其中，局部齿轮转动组件33轴心到弧形限位槽37的距离相同。

局部齿轮转动组件33包括局部齿轮轴331和限位活动齿333，局部齿轮轴331两侧对称开有复位调节槽，根据反光消除调节机构4所需调节的转动角度，来设置两复位调节槽间的相对夹角，两复位调节槽与局部齿轮轴331轴心连线的角度即为反光消除调节机构4的转动角度。

复位调节槽内设有弧形导向轴332，限位活动齿333与弧形导向轴332滑动配合，限位活动齿333两侧通过复位缓冲弹簧334与局部齿轮轴331连接，弧形导向轴332的轴线所对应的圆心与局部齿轮轴331的圆心相重合，以保证限位活动齿333沿弧形导向轴332滑动时，限位活动齿333运动轨迹的圆心与局部齿轮轴331的圆心相重合。

当动力齿轮35与局部齿轮转动组件33上的限位活动齿333相啮合时，由于复位缓冲弹簧334的复位作用，限制转动连接板39随着动力齿轮35转动而继续转动，避免转动连接板39转动角度无法进行双向复位的问题，进而降低因连续转动而导致的转动角度累计误差。

转动连接板39初始状态时，转动连接板39垂直于XY操作平台2。

反光消除调节机构4包括径向转动底板41、径向转动限位筒42、反光消除限位架44、径向限位调节块47和反光消除调节电机48，径向转动底板41一侧与转动连接板39固定连接，另一侧固定有反光消除限位架44，反光消除限位架44为U型结构，反光消除限位架44两侧对称开有支撑限位槽45，固定在反光消除限位架44上的反光消除调节电机48输出轴贯穿反光消除限位架44与径向转动限位筒42连接，实现反光消除调节电机48转动时带动径向转动限位筒42，径向转动限位筒42周侧分布有边界限位导向槽43，当径向转动限位筒42处于展开状态时，边界限位导向槽43为一个完成的正弦周期，径向转动底板41通过伸缩杆46与消除调节倾向单元49连接，径向限位调节块47固定在伸缩杆46和消除调节倾向单元49的连接端，伸缩杆46上套有缓冲弹簧片461，且径向限位调节块47分别与边界限位导向槽43和支撑限位槽45滑动限位配合。

当反光消除调节电机48工作带动径向转动限位筒42进行转动时，由于径向转动限位筒42转动使得边界限位导向槽43的位置实时发生变动，径向限位调节块47在边界限位导向槽43内进行滑动，并在支撑限位槽45的共同限位下，使得径向限位调节块47沿支撑限位槽的长度方向进行往复上下移动，可调节倾向承载板494的转动角度，当其中一径向限位调节块47位于边界限位导向槽43的最上端时，另一径向限位调节块47位于边界限位导向槽43的最下端。

消除调节倾向单元49包括倾向调节柱491、倾向导板492、倾向铰接杆493、倾向承载板494和转动锁块496，倾向调节柱491与倾向承载板494相铰接，倾向调节柱491上滑动设置有倾向导板492，倾向导板492与倾向铰接杆493一端铰接，倾向铰接杆493另一端与滑动安装在倾向承载板494内转动锁块496相铰接，倾向导板492通过第二电动伸缩杆495与倾向承载板494连接，倾向承载板494上设有图像采集镜头497，当位于径向转动限位筒42两侧的径向限位调节块47随伸缩杆46进行位置调节时，可不断调节两倾向调节柱491下端的高度，进而调节倾向承载板494的倾斜角度，带动图像采集镜头497进行图像采集过程中图像反光角度的调节。

倾向承载板494上开有倾向锁紧限位槽4941、转动限位筒4942以及对称设置在倾向锁紧限位槽4941两侧的锁紧导向槽4943，倾向锁紧限位槽4941、转动限位筒4942和锁紧导向槽4943相连通，锁紧导向槽4943内通过锁紧伸缩杆4944滑动设有卡接锁紧块4945，锁紧伸缩杆4944上套有锁紧缓冲弹簧4946，其中，卡接锁紧块4945的截面由等腰梯形和矩形组成。

转动锁块496包括与倾向锁紧限位槽4941滑动配合的转动锁紧底座4961、转动锁紧榫头4962和转动铰接轴4964，转动锁紧底座4961内开有转动安装槽，转动安装槽内沿倾向锁紧限位槽4941长度方向设有转动铰接轴4964，转动锁紧榫头4962转动安装在转动安装槽内且与转动铰接轴4964相铰接，转动限位锁紧柱4963贯穿转动锁紧底座4961固定在转动锁紧榫头4962前端，且随转动锁紧榫头4962的转动实现同步转动。

其中，转动锁紧底座4961的前、后侧斜面分别与卡接锁紧块4945的倾斜面滑动配合，当位于径向转动限位筒42两侧的倾向调节柱491下端位置不在同一水平面上时，倾向承载板494在倾向调节柱491的作用下转动，此时转动锁紧榫头4962绕转动铰接轴4964进行转动，以满足倾向承载板494的转动需求，当转动至固定角度时，第二电动伸缩杆495收缩，推动倾向导板492向靠近倾向承载板494的方向移动，在转动锁块496和倾向锁紧限位槽4941的作用下倾向铰接杆493绕倾向导板492进行转动，当转动锁紧底座4961前侧斜面与卡接锁紧块4945的倾斜面滑动接触时，推动两卡接锁紧块4945相远离，直至转动限位锁紧柱4963与转动限位筒4942相配合，限制转动锁紧榫头4962绕转动铰接轴4964转动，当需调节位置时，第二电动伸缩杆495伸长，倾向铰接杆493转动，使得倾向铰接杆493与倾向调节柱491间的夹角减小，倾向铰接杆493带动转动锁块496远离转动限位筒4942，通过转动锁块496与卡接锁紧块4945间的配合，实现对倾向承载板494与倾向调节柱491间角度的锁死固定，避免径向限位调节块47位置固定时，因倾向承载板494与倾向调节柱491间的铰接作用导致倾向承载板494转动角度无法固定，影响图像采集过程中的角度精度识别以及图像采集镜头497进行图像采集过程中的稳定性。

本装置通过限位同轴旋转机构3使得图像采集镜头497绕Y轴进行转动，实现Y轴方向上的转动拍摄角度调节，通过伸缩杆46随径向转动底板41的转动进行高度调节，可实现消除调节倾向单元49绕X轴进行转动拍摄角度调节，以达到对图像采集镜头497空间角度调节，避免因图像采集过程中经照明光照射到待观测物体表面出现局部出反光，造成的待观测物体表面图像还原处理的难度，且大大降低反光区域图像处理的效率和准确性。

以上结构对图像采集镜头497进行绕X轴和Y轴上的转动，以消除待观测物体表面在图像采集过程中局部出现反光的问题，并需结合系统对图像采集镜头497分别进行X轴和Y轴上的转动调节后所采集的局部反光区域进行复原，还原反光区域的待观测物体表面的图像特征。

对待观测物体表面进行图像采集观察时，特别针对电路板的图像采集，在照明光的照射下，待观测物体表面局部会存在镜面反射和漫反射的情况，导致待观测物体表面图像具有反光干扰区域，造成采集的待观测物体表面的图像不准确，增加后期图像处理的难度，同时造成采集图像失真的情况。

本发明采用反光调节处理装置，并结合反光调节系统，以消除采集的待观测物体表面的图像中的反光问题。

一种图像采集反光消除调节系统，包括运动轨迹获取模块、反光角度偏转分析模块、区域筛选处理模块、过渡化边缘定位模块和图像反光复原模块。

运动轨迹获取模块用于分别获取X操作平台和Y操作平台相对于初始位置的移动距离，并实时采集动力齿轮从初始状态起的转动方向、转动时长以及径向转动限位筒从初始状态起的转动时长，并将动力齿轮转动方向、转动时长以及径向转动限位筒的转动时长发送至反光角度偏转分析模块；

反光角度偏转分析模块用于获取转动齿轮的转动方向、转动时长以及径向转动限位筒的转动时长，根据转动尺寸的转动方向以及转动时长，提取出图像采集镜头497绕Y轴的实时转动角度，并根据径向转动限位筒的转动时长提取出图像采集镜头497绕X轴的实时转动角度。

其中，图像采集镜头497的转动角度包括绕X轴转动和绕Y轴转动。

建立径向转动限位筒实时转动过程中，图像采集镜头497绕X轴的实时转动角度，并建立转动连接板随局部齿轮转动组件转动过程中，图像采集镜头497绕Y轴的实时转动角度，实时转动角度时相对于初始状态下而言的。

如图5所示，以径向转动限位筒42左右两侧的径向限位调节块47处于同一水平面作为图像采集镜头497绕X轴上的转动角度处于初始状态，即绕X轴转动的角度初始为0°，当径向限位调节块47受径向转动限位筒42上的边界限位导向槽43以及支撑限位槽45共同限位作用下，位于左侧的径向限位调节块47位于径向转动限位筒42最上端，位于右侧的径向限位调节块47位于径向转动限位筒42最下端时，转动锁块496对消除调节倾向单元49位置进行锁紧，图像采集镜头497顺时针转动45°，当位于左侧的径向限位调节块47位于径向转动限位筒42最下端，位于右侧的径向限位调节块47位于径向转动限位筒42最上端时，转动锁块496对消除调节倾向单元49位置进行锁紧，图像采集镜头497逆时针转动45°。

如图3所示，以转动连接板39垂直于XY操作平台2作为图像采集镜头497绕Y轴上的转动角度处于初始状态，当动力齿轮35逆时针转动至与位于局部齿轮轴331左侧的限位活动齿333相啮合时时，转动连接板39带动反光消除调节机构4顺时针转动45°，当动力齿轮35顺时针转动至位于局部齿轮轴331右侧的限位活动齿333相啮合时，转动连接板39带动反光消除调节机构4逆时针转动45°。

区域筛选处理模块用于获取转动连接板和径向转动限位筒均处于初始状态下的待观测物体表面的图像，记为初始状态图像，提取初始状态图像上所有像素点，筛选出初始状态图像上所有像素点所对应的亮度大于设定亮度阈值的像素点P（i，j），构建反光区域。

过渡化边缘定位模块用于提取反光区域内所有像素点，筛选出亮度最大的像素点，作为中心像素点，并以中心像素点向外扩展延伸，直至筛选出反光区域和非反光区域间的边缘过渡区域。

其中，过渡化边缘定位模块对边缘过渡区域进行筛选的方法，包括以下步骤：

步骤1、筛选出大于设定亮度阈值的所有像素点数量，并进行位置标记，P（i,j），所述设定亮度阈值大于边缘过渡区域内各像素点的亮度数值;

步骤2、筛选出亮度数值最大的中心像素点

;

步骤3、采用渐变过渡公式分析出大于设定亮度阈值的所有像素点的渐变过渡系数；

渐变过渡公式为

，

为像素点（i,j）的渐变过渡系数，

表示为像素点（i,j）与周侧各像素点间的渐变变动值，其中，

，

像素点（i,j）的亮度值，

表示为像素点像素点（i,j）前、后两像素点间的亮度变动差，

表示为像素点（i,j）上、下两像素点间的亮度变动差。

步骤4、将大于设定亮度阈值的所有像素点的渐变过渡系数与设定的渐变过渡系数阈值进行对比，提取出大于设定的渐变过渡系数阈值的渐变过渡系数所对应的像素点。

大于设定的渐变过渡系数阈值的渐变过渡系数所对应的像素点构成边缘过渡区域，进而通过筛选出的大于设定的渐变过渡系数阈值的渐变过渡系数所对应的像素点，可确定出反光区域所对应的边缘过渡区域，能够同时将同一图像上的多个反光区域中的边缘过渡区域筛选出来，避免因反光区域分散，而造成的边缘过渡区域筛选工作量大以及操作复杂的情况。

图像反光判定模块用于获取过渡化边缘定位模块筛选出的边缘过渡区域，提取与边缘过渡区域相邻的非反光区域的图像特征，并接收经反光角度偏转分析模块分析出的图像采集镜头绕X轴转动和绕Y轴转动的实时动态角度，并判断图像采集镜头绕X轴和Y轴转动的实时动态角度下所采集的转动状态图像，判断初始状态图像中的反光区域和边缘过渡区域是否完全在转动状态图像的非反光区域内，若不完全在转动状态图像的非反光区域内，继续调整图像采集镜头绕X轴转动或绕Y轴进行转动，直至初始状态图像中的反光区域和边缘过渡区域完全在转动状态图像的非反光区域内。

图像反光复原模块用于获取图像采集镜头绕X轴的实时转动角度

以及绕Y轴的实时转动角度

后的图像采集镜头所对应的转动位置坐标，提取该转动位置坐标下所对应的初始状态图像中反光区域和边缘过渡区域的图像特征，以将转动位置坐标下采集的转动状态图像中的图像特征还原至初始状态图像中，以消除初始状态图像中的反光区域和边缘过渡区域，实现对反光区域和边缘过渡区域的图像特征的还原，提高了图像反光消除的便利性和可操作性性，降低图像单一进行反光处理的难度和工作量。

以局部齿轮轴331的轴心作为空间坐标原点，转动连接板39以局部齿轮轴331的轴心作为转动圆心，Q(x0,y0,z0)为图像采集镜头初始状态下镜头最下端中心点的空间位置坐标，z0为图像采集镜头绕X轴转动角度b和绕Y轴转动角度a均等于0时，为图像采集镜头的旋转臂长，当图像采集镜头绕X轴的转动角度b和绕y轴转动角度a时，图像采集镜头的转动位置坐标

。

当图像采集镜头绕Y轴转动角度a时，继续绕X轴转动角度b时，图像采集镜头最下端的空间位置坐标为

。

当图像采集镜头绕Y轴转动角度a时，图像采集镜头最下端的空间位置坐标为

：

，L=Z0；

当图像采集镜头绕Y轴转动角度a后继续绕X轴转动角度b时，图像采集镜头最下端的空间位置坐标为

：

；D为其中一径向限位调节块47位于最下端，另一径向限位调节块47位于最上端时，以处于最上端的倾向调节柱491的端点作为起始点作到另一倾向调节柱491的垂直线的中点，并以该中点到图像采集镜头497最下端中心的距离，记为D，此时

与

相重合。

当图像采集镜头仅绕Y轴转动角度a时，转动后的图像采集镜头最下端的空间位置坐标

为

。

当图像采集镜头仅绕X轴转动角度b时，转动后的图像采集镜头最下端的空间位置坐标

为

：

。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种图像采集反光消除调节装置，包括图像采集工作台（1），图像采集工作台（1）上设置有第一电动伸缩杆（11），第一电动伸缩杆（11）上固定有XY操作平台（2），其特征在于：图像采集工作台（1）上固定限位同轴旋转机构（3），限位同轴旋转机构（3）上设有反光消除调节机构（4）；

所述限位同轴旋转机构（3）包括同轴转动扇形板（31）和弧形限位板（36），同轴转动扇形板（31）内开有扇形槽（32），扇形槽（32）内设有局部齿轮转动组件（33）以及与局部齿轮转动组件（33）的齿牙相啮合的动力齿轮（35），动力齿轮（35）的输出轴与同轴旋转电机（34）连接，同轴转动扇形板（31）上固定有弧形限位板（36），弧形限位板（36）上开有弧形限位槽（37），局部齿轮转动组件（33）与转动连接板（39）一端相铰接，转动连接板（39）另一端固定有反光消除调节机构（4），转动连接板（39）上设有与弧形限位槽（37）滑动配合的滑动限位板（38）；

反光消除调节机构（4）包括径向转动底板（41）、径向转动限位筒（42）、反光消除限位架（44）、径向限位调节块（47）和反光消除调节电机（48），径向转动底板（41）一侧与转动连接板（39）固定连接，另一侧固定有反光消除限位架（44），反光消除限位架（44）两侧对称开有支撑限位槽（45），固定在反光消除限位架（44）上的反光消除调节电机（48）输出轴贯穿反光消除限位架（44）与径向转动限位筒（42）连接，径向转动限位筒（42）周侧分布有边界限位导向槽（43），径向转动底板（41）通过伸缩杆（46）与消除调节倾向单元（49）连接，与与边界限位导向槽（43）和支撑限位槽（45）滑动配合的径向限位调节块（47）固定在伸缩杆（46）和消除调节倾向单元（49）的连接端。

2.根据权利要求1所述的一种图像采集反光消除调节装置，其特征在于，所述弧形限位槽（37）的中心与局部齿轮转动组件（33）的轴心相重合。

3.根据权利要求2所述的一种图像采集反光消除调节装置，其特征在于，所述局部齿轮转动组件（33）包括局部齿轮轴（331）和限位活动齿（333），局部齿轮轴（331）两侧对称开有复位调节槽，复位调节槽内设有弧形导向轴（332），限位活动齿（333）与弧形导向轴（332）滑动配合，限位活动齿（333）两侧通过复位缓冲弹簧（334）与局部齿轮轴（331）连接，弧形导向轴（332）的轴线所对应的圆心与局部齿轮轴（331）的圆心相重合。

4.根据权利要求3所述的一种图像采集反光消除调节装置，其特征在于，所述消除调节倾向单元（49）包括倾向调节柱（491）、倾向导板（492）、倾向铰接杆（493）、倾向承载板（494）和转动锁块（496），倾向调节柱（491）与倾向承载板（494）相铰接，倾向调节柱（491）上滑动设置有倾向导板（492），倾向导板（492）与倾向铰接杆（493）一端铰接，倾向铰接杆（493）另一端与滑动安装在倾向承载板（494）内转动锁块（496）相铰接，倾向导板（492）通过第二电动伸缩杆（495）与倾向承载板（494）连接，倾向承载板（494）上设有图像采集镜头（497）。

5.根据权利要求4所述的一种图像采集反光消除调节装置，其特征在于：所述倾向承载板（494）上开有倾向锁紧限位槽（4941）、转动限位筒（4942）以及对称设置在倾向锁紧限位槽（4941）两侧的锁紧导向槽（4943），锁紧导向槽（4943）内通过锁紧伸缩杆（4944）滑动设有卡接锁紧块（4945），锁紧伸缩杆（4944）上套有锁紧缓冲弹簧（4946）。

6.根据权利要求5所述的一种图像采集反光消除调节装置，其特征在于，所述倾向锁紧限位槽（4941）、转动限位筒（4942）和锁紧导向槽（4943）相连通。

7.根据权利要求6所述的一种图像采集反光消除调节装置，其特征在于，所述转动锁块（496）包括与倾向锁紧限位槽（4941）滑动配合的转动锁紧底座（4961）、转动锁紧榫头（4962）和转动铰接轴（4964），转动锁紧底座（4961）内开有转动安装槽，转动安装槽内设有转动铰接轴（4964），转动锁紧榫头（4962）转动安装在转动安装槽内且与转动铰接轴（4964）相铰接，转动限位锁紧柱（4963）贯穿转动锁紧底座（4961）固定在转动锁紧榫头（4962）前端。

8.根据权利要求7所述的一种图像采集反光消除调节装置，其特征在于，所述转动锁紧底座（4961）的前、后侧斜面分别与卡接锁紧块（4945）的倾斜面滑动配合。

9.基于权利要求8所述的一种图像采集反光消除调节装置的调节系统，其特征在于，包括运动轨迹获取模块、反光角度偏转分析模块、区域筛选处理模块；

运动轨迹获取模块用于分别获取X操作平台和Y操作平台相对于初始位置的移动距离，并实时采集动力齿轮从初始状态起的转动方向、转动时长以及径向转动限位筒从初始状态起的转动时长，并将动力齿轮转动方向、转动时长以及径向转动限位筒的转动时长发送至反光角度偏转分析模块；

反光角度偏转分析模块用于获取转动齿轮的转动方向、转动时长以及径向转动限位筒的转动时长，根据转动尺寸的转动方向以及转动时长，提取出图像采集镜头绕Y轴的实时转动角度，并根据径向转动限位筒的转动时长提取出图像采集镜头绕X轴的实时转动角度；

区域筛选处理模块用于获取转动连接板和径向转动限位筒均处于初始状态下的待观测物体表面的图像，记为初始状态图像，提取初始状态图像上所有像素点，筛选出初始状态图像上所有像素点所对应的亮度大于设定亮度阈值的像素点，构建反光区域；

过渡化边缘定位模块用于提取反光区域内所有像素点，筛选出亮度最大的像素点，作为中心像素点，并以中心像素点向外扩展延伸，直至筛选出反光区域和非反光区域间的边缘过渡区域。

10.根据权利要求9所述的一种图像采集反光消除调节装置的调节系统，其特征在于，还包括过渡化边缘定位模块和图像反光复原模块；

图像反光判定模块用于获取过渡化边缘定位模块筛选出的边缘过渡区域，提取与边缘过渡区域相邻的非反光区域的图像特征，判断图像采集镜头绕X轴和Y轴转动的实时动态角度下所采集的转动状态图像，判断初始状态图像中的反光区域和边缘过渡区域是否完全在转动状态图像的非反光区域内，若不完全在转动状态图像的非反光区域内，继续调整图像采集镜头绕X轴转动或绕Y轴进行转动，直至初始状态图像中的反光区域和边缘过渡区域完全在转动状态图像的非反光区域内；

图像反光复原模块用于获取图像采集镜头绕X轴的实时转动角度以及绕Y轴的实时转动角度后的图像采集镜头所对应的转动位置坐标，提取该转动位置坐标下所对应的初始状态图像中反光区域和边缘过渡区域的图像特征，以将转动位置坐标下采集的转动状态图像中的图像特征还原至初始状态图像中。

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