CN116945126A - 一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，属于视觉监测装置技术领域，其包括驱动座、第一机械臂、第二机械臂、双目视觉机构，通过驱动座实现整体双目主动视觉监测装置的位移调控功能，并通过第一机械臂、第二机械臂的协同调动方式，达成双目视觉机构三维坐标的高精度、灵活调控功能，且双目视觉机构具备监控点间距、监控角度的自调节功能，配合所搭载双目监控系统，基于摄像头调控模块运算间距、角度、坐标数据，基于图像处理模块的立体视觉重建算法、目标检测和识别算法、特征提取和描述算法、缺陷检测算法、尺寸和位置测量算法、表面质量检查算法，达成在高精度机械加工过程中，对于工件的高灵活、全面监控功能。
Description
技术领域
本发明属于视觉监测装置技术领域，具体地说，涉及适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置。
背景技术
视觉监测装置是一种用于实时监控和记录视觉信息的设备，通常由摄像头和相关的软件系统组成，能够捕捉环境中的图像或视频，并对其进行处理和分析，其中双目主动视觉监测装置是一种利用双摄像头系统进行三维感知和深度计算的设备，与传统的单目视觉监测装置相比，双目主动视觉监测装置具有更高的感知能力和精度。
在现有的双目主动视觉监测装置中，由于双目主动视觉监测装置自身调控机构灵动性较差，缺乏高灵活性的坐标、角度调控装置，且机械加工过程中，往往需要基于机械加工位置，对监测点位置进行调控，以上综合，导致现有双目主动视觉监测装置较难运用于精密机械加工的实施，对于精密机械加工工件的监测范围全面性较差，需要进行改进。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，包括驱动座、第一机械臂、第二机械臂、双目视觉机构，所述第一机械臂固定安装在驱动座的内侧，所述第二机械臂与第一机械臂传动连接，所述双目视觉机构固定安装在第二机械臂的末端；
所述驱动座基于自身结构搭载第一机械臂、第二机械臂、双目视觉机构，实现整体双目主动视觉监测装置的位移调控功能；
所述第一机械臂基于自身结构，达成翻转式调控，以及对于第二机械臂的驱动功能；
所述第二机械臂基于自身结构，达成对于双目视觉机构整体位置以及面相角度的调节功能；
所述双目视觉机构达成对于机械加工工件的主动视觉监控功能，且其两组监控点间距、监控角度具备自调节功能。
作为本发明的进一步方案：所述驱动座包括车架，所述车架的后端底部固定安装有双头异步电机，所述双头异步电机的两组输出端均固定安装有驱动轮，所述车架的前端顶部装有前框架，所述前框架的内侧固定安装有第一转向电机，所述第一转向电机的输出端贯穿至车架的下表面，所述第一转向电机的输出端装有轮架，所述轮架的内侧转动连接有辅助轮，所述车架的内侧装有装载框，所述装载框的前后端均贯穿开设有开口槽。
作为本发明的进一步方案：所述第一机械臂包括安装座，所述安装座固定安装在装载框的内侧底部，所述安装座的内侧设置有双头同步电机，所述双头同步电机的两组输出端均与安装座固定连接，所述双头同步电机的外表面装有外支撑架，所述外支撑架的顶端通过螺栓固定安装有调节座，所述外支撑架与调节座均位于开口槽的内侧。
作为本发明的进一步方案：所述调节座的上表面装有支撑臂，所述支撑臂的顶端转动连接有深沟球轴承，所述调节座的表面对称转动连接有转轴，其中一组所述转轴的外表面装有第一电动伸缩杆，其中另一组所述转轴的外表面装有第二电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆的输出端均与深沟球轴承转动连接。
作为本发明的进一步方案：所述第二机械臂包括后支架，所述后支架固定安装在深沟球轴承的外表面，所述后支架的前端装有第三电动伸缩杆，所述第三电动伸缩杆的输出端装有第一万向轴，所述第一万向轴的前端转动连接有前支架，所述后支架的前端装有第四电动伸缩杆，所述第四电动伸缩杆的输出端装有第二万向轴，所述第二万向轴的前端与前支架转动连接。
作为本发明的进一步方案：所述双目视觉机构包括第二转向电机，所述第二转向电机固定安装在前支架的前端，所述第二转向电机的输出端装有调节台，所述调节台的外表面两侧均装有调节架，所述调节台的内侧固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端贯穿至调节台的外表面并与其中一组调节架固定连接，两组所述调节架的外表面均装有齿环，所述齿环之间相啮合。
作为本发明的进一步方案：所述调节架的内侧转动连接有第五电动伸缩杆和折角架，所述第五电动伸缩杆的输出端装有连接架，所述连接架与折角架的一端转动连接，所述折角架的另一端装有监测摄像头。
作为本发明的进一步方案：所述适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置搭载有双目监控系统，所述双目监控系统是由双目摄像头模块、图像处理模块、中央控制模块、数据存储分析模块、摄像头调控模块组成；
所述双目摄像头模块用于接收监测摄像头监测所得视觉数据，以捕捉清晰的图像；
所述图像处理模块包含立体视觉重建算法、目标检测和识别算法、特征提取和描述算法、缺陷检测算法、尺寸和位置测量算法、表面质量检查算法；
所述中央控制模块采用嵌入式系统，实现该双目监控系统的控制和协调功能；
所述数据存储分析模块采用固态硬盘(SSD)作为存储设备，并配置MySQL数据库管理数据，对数据执行数据清理、预处理、统计分析、数据挖掘操作，生成报告和可视化结果；
所述摄像头调控模块包括摄像头间距调节单元、摄像头角度调节单元、摄像头坐标调节单元实现对于监测摄像头的具体调节控制功能。
作为本发明的进一步方案：所述立体视觉重建算法基于视差图(Disparity Map)的Graph Cut立体匹配算法，计算工件的深度信息；
所述目标检测和识别算法采用Haar特征检测器配合卷积神经网络(CNN)，检测和识别工件上的缺陷或特定目标；
所述特征提取和描述算法采用SIFT局部特征描述算法，从图像中提取关键点和描述符；
所述缺陷检测算法基于包括深度卷积神经网络(DCNN)的文本图像分类器方法等，来检测包括裂缝、划痕的缺陷项目；
所述尺寸和位置测量算法基于边缘检测、角点检测和几何转换的方法，测量工件的尺寸和位置；
所述表面质量检查算法使用基于包括局部二值模式(LBP)的纹理特征的方法，评估表面的凹凸和漆面质量。
作为本发明的进一步方案：所述双目摄像头间距调节算法使用立体视觉算法来匹配左右两组监测摄像头的图像，从而推断出场景中物体的深度信息，根据估计的深度信息和目标间期望的距离，生成间距调节数据；
所述摄像头角度调节算法采用视觉跟踪和目标识别算法来检测并跟踪特定目标或特征点，实时分析目标在图像上的位置和移动情况，生成角度调节数据；
所述摄像头坐标调节算法使用视觉标定算法来获取监测摄像头的坐标参数，通过迭代求解计算摄像头位置和姿态，以此生成监测摄像头最佳坐标数据。
有益效果：
通过驱动座实现整体双目主动视觉监测装置的位移调控功能，并通过第一机械臂、第二机械臂的协同调动方式，达成双目视觉机构三维坐标的高精度、灵活调控功能，且双目视觉机构具备监控点间距、监控角度的自调节功能，配合所搭载双目监控系统，基于摄像头调控模块运算间距、角度、坐标数据，基于图像处理模块的立体视觉重建算法、目标检测和识别算法、特征提取和描述算法、缺陷检测算法、尺寸和位置测量算法、表面质量检查算法，达成在高精度机械加工过程中，对于工件的高灵活、全面监控功能。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
在附图中：
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明驱动座示意图；
图3为本发明第一机械臂及第二机械臂组合装台示意图；
图4为本发明第一机械臂爆炸示意图；
图5为本发明第二机械臂示意图；
图6为本发明双目视觉机构示意图；
图7为本发明双目视觉机构爆炸示意图；
图8为本发明双目监控系统示意图。
图中：1、驱动座；101、车架；102、双头异步电机；103、驱动轮；104、前框架；105、第一转向电机；106、轮架；107、辅助轮；108、装载框；109、开口槽；
2、第一机械臂；201、安装座；202、双头同步电机；203、外支撑架；204、调节座；205、支撑臂；206、深沟球轴承；207、转轴；208、第一电动伸缩杆；209、第二电动伸缩杆；
3、第二机械臂；301、后支架；302、第三电动伸缩杆；303、第一万向轴；304、前支架；305、第四电动伸缩杆；306、第二万向轴；
4、双目视觉机构；401、第二转向电机；402、调节台；403、调节架；404、驱动电机；405、齿环；406、第五电动伸缩杆；407、折角架；408、连接架；409、监测摄像头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明。
如图1至图7所示，一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，包括驱动座1、第一机械臂2、第二机械臂3、双目视觉机构4，第一机械臂2固定安装在驱动座1的内侧，第二机械臂3与第一机械臂2传动连接，双目视觉机构4固定安装在第二机械臂3的末端；
驱动座1基于自身结构搭载第一机械臂2、第二机械臂3、双目视觉机构4，实现整体双目主动视觉监测装置的位移调控功能；
第一机械臂2基于自身结构，达成翻转式调控，以及对于第二机械臂3的驱动功能；
第二机械臂3基于自身结构，达成对于双目视觉机构4整体位置以及面相角度的调节功能；
双目视觉机构4达成对于机械加工工件的主动视觉监控功能，且其两组监控点间距、监控角度具备自调节功能。
通过驱动座1实现整体双目主动视觉监测装置的位移调控功能，并通过第一机械臂2、第二机械臂3的协同调动方式，达成双目视觉机构4三维坐标的高精度、灵活调控功能，且双目视觉机构4具备监控点间距、监控角度的自调节功能，配合所搭载双目监控系统，基于摄像头调控模块运算间距、角度、坐标数据，基于图像处理模块的立体视觉重建算法、目标检测和识别算法、特征提取和描述算法、缺陷检测算法、尺寸和位置测量算法、表面质量检查算法，达成在高精度机械加工过程中，对于工件的高灵活、全面监控功能。
具体的，如图2所示，驱动座1包括车架101，车架101的后端底部固定安装有双头异步电机102，双头异步电机102的两组输出端均固定安装有驱动轮103，车架101的前端顶部装有前框架104，前框架104的内侧固定安装有第一转向电机105，第一转向电机105的输出端贯穿至车架101的下表面，第一转向电机105的输出端装有轮架106，轮架106的内侧转动连接有辅助轮107，车架101的内侧装有装载框108，装载框108的前后端均贯穿开设有开口槽109。
通过第一转向电机105运作，带动轮架106进行方向调节，此时辅助轮107角度随之调节，通过双头异步电机102两组输出端不同功率的输出，带动两组驱动轮103对应旋转，实现车架101的自驱动功能，车架101搭载装载框108用于装配第一机械臂2，并通过开口槽109，给第一机械臂2的运作预留空间。
具体的，如图4所示，第一机械臂2包括安装座201，安装座201固定安装在装载框108的内侧底部，安装座201的内侧设置有双头同步电机202，双头同步电机202的两组输出端均与安装座201固定连接，双头同步电机202的外表面装有外支撑架203，外支撑架203的顶端通过螺栓固定安装有调节座204，外支撑架203与调节座204均位于开口槽109的内侧。
第一机械臂2基于安装座201，装配在装载框108内部，通过双头同步电机202两组输出端的同步驱动，达成双头同步电机202自身角度的调控功能，进而带动外支撑架203和调节座204进行角度调节。
具体的，如图4所示，调节座204的上表面装有支撑臂205，支撑臂205的顶端转动连接有深沟球轴承206，调节座204的表面对称转动连接有转轴207，其中一组转轴207的外表面装有第一电动伸缩杆208，其中另一组转轴207的外表面装有第二电动伸缩杆209，第一电动伸缩杆208、第二电动伸缩杆209的输出端均与深沟球轴承206转动连接。
支撑臂205随调节座204调整角度，进而对深沟球轴承206的位置进行调节，并通过转轴207装配第一电动伸缩杆208、第二电动伸缩杆209，基于第一电动伸缩杆208、第二电动伸缩杆209输出端伸缩至不同长度，达成深沟球轴承206角度的调节功能。
具体的，如图5所示，第二机械臂3包括后支架301，后支架301固定安装在深沟球轴承206的外表面，后支架301的前端装有第三电动伸缩杆302，第三电动伸缩杆302的输出端装有第一万向轴303，第一万向轴303的前端转动连接有前支架304，后支架301的前端装有第四电动伸缩杆305，第四电动伸缩杆305的输出端装有第二万向轴306，第二万向轴306的前端与前支架304转动连接。
后支架301随深沟球轴承206旋转，调整自身角度，并通过第三电动伸缩杆302的伸缩，调整第一万向轴303位置，基于第一万向轴303给前支架304提供支撑，且第三电动伸缩杆302伸缩过程中，前支架304随之进行位置调节，第四电动伸缩杆305伸缩过程中，带动其所装配第二万向轴306位移，基于几组第四电动伸缩杆305伸缩至不同长度，实现前支架304面相角度的高灵活调控功能。
具体的，如图7所示，双目视觉机构4包括第二转向电机401，第二转向电机401固定安装在前支架304的前端，第二转向电机401的输出端装有调节台402，调节台402的外表面两侧均装有调节架403，调节台402的内侧固定安装有驱动电机404，驱动电机404的输出端贯穿至调节台402的外表面并与其中一组调节架403固定连接，两组调节架403的外表面均装有齿环405，齿环405之间相啮合。
第二转向电机401随前支架304调节位置、角度，并基于自身运作，带动调节台402旋转，通过驱动电机404运作，带动其中一组调节架403旋转，并基于齿环405间的联动结构，对另一组调节架403进行驱动，对于两组调节架403的开合角度进行调控。
具体的，如图7所示，调节架403的内侧转动连接有第五电动伸缩杆406和折角架407，第五电动伸缩杆406的输出端装有连接架408，连接架408与折角架407的一端转动连接，折角架407的另一端装有监测摄像头409。
调节架403内侧，基于第五电动伸缩杆406的伸缩，实现折角架407的角度调节功能，进而对两组监测摄像头409最终角度、坐标进行调整。
具体的，如图8所示，适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置搭载有双目监控系统，双目监控系统是由双目摄像头模块、图像处理模块、中央控制模块、数据存储分析模块、摄像头调控模块组成；
双目摄像头模块用于接收监测摄像头409监测所得视觉数据，以捕捉清晰的图像；
图像处理模块包含立体视觉重建算法、目标检测和识别算法、特征提取和描述算法、缺陷检测算法、尺寸和位置测量算法、表面质量检查算法；
中央控制模块采用嵌入式系统，实现该双目监控系统的控制和协调功能；
数据存储分析模块采用固态硬盘(SSD)作为存储设备，并配置MySQL数据库管理数据，对数据执行数据清理、预处理、统计分析、数据挖掘操作，生成报告和可视化结果；
摄像头调控模块包括摄像头间距调节单元、摄像头角度调节单元、摄像头坐标调节单元实现对于监测摄像头409的具体调节控制功能。
首先，双目摄像头模块能够接收监测摄像头409所得的视觉数据，并提供清晰图像，这使得系统能够捕捉到细微的细节和变化，有助于确保监测的准确性和可靠性，其次，图像处理模块包含了多个重要算法，如立体视觉重建、目标检测和识别、特征提取和描述、缺陷检测、尺寸和位置测量以及表面质量检查，这些算法通过分析图像，能够提取出有用的信息和特征，识别出潜在的缺陷或问题，帮助实时监测和控制机械加工过程，第三，中央控制模块采用嵌入式系统，能够协调整个系统的工作，它确保各个模块之间的通信和数据传输，保证了整个系统的稳定性和协同工作的效果，第四，数据存储分析模块使用固态硬盘和MySQL数据库，能够高效地管理和存储数据，该模块对数据进行清理、预处理、统计分析和数据挖掘操作，这些操作不仅能帮助用户生成报告和可视化结果，还能提供有关机械加工过程中的信息和趋势，帮助用户做出更准确的决策和改进生产流程，最后，摄像头调控模块能够对监测摄像头409进行具体的调节控制，它包括调节摄像头的间距、角度和坐标的单元，通过优化摄像头的位置和角度，提高了视觉监测的准确性和可靠性，综上所述，该双目主动视觉监测装置结合了双目摄像头模块、图像处理模块、中央控制模块、数据存储分析模块和摄像头调控模块，为精密机械加工过程提供了全面的视觉监测和质量控制能力，它能够提高生产效率、减少人工错误，提升产品质量，并为生产决策和改进提供有价值的数据和分析结果。
具体的，如图8所示，立体视觉重建算法基于视差图(Disparity Map)的Graph Cut立体匹配算法，计算工件的深度信息；
目标检测和识别算法采用Haar特征检测器配合卷积神经网络(CNN)，检测和识别工件上的缺陷或特定目标；
特征提取和描述算法采用SIFT局部特征描述算法，从图像中提取关键点和描述符；
缺陷检测算法基于包括深度卷积神经网络(DCNN)的文本图像分类器方法等，来检测包括裂缝、划痕的缺陷项目；
尺寸和位置测量算法基于边缘检测、角点检测和几何转换的方法，测量工件的尺寸和位置；
表面质量检查算法使用基于包括局部二值模式(LBP)的纹理特征的方法，评估表面的凹凸和漆面质量。
立体视觉重建算法基于视差图(Disparity Map)的Graph Cut立体匹配算法，可以计算工件的深度信息，通过比较左右摄像头之间的视差，可以推断出工件不同区域的距离和立体形状，目标检测和识别算法采用Haar特征检测器配合卷积神经网络(CNN)，用于检测和识别工件上的缺陷或特定目标，Haar特征检测器可以有效地检测出工件上的各种形状和纹理特征，而卷积神经网络能够学习和识别不同类型的缺陷或目标，特征提取和描述算法采用SIFT局部特征描述算法，可以从图像中提取出关键点和描述符，这些关键点和描述符具有独特性和不变性，可以用于匹配和识别工件上的特定特征或区域，缺陷检测算法采用包括深度卷积神经网络(DCNN)的文本图像分类器方法等，这些方法能够训练一个分类器，用于检测工件上的各种缺陷，如裂缝、划痕等，通过学习大量的缺陷图像样本，分类器可以实现高准确度的缺陷检测，尺寸和位置测量算法基于边缘检测、角点检测和几何转换的方法，可以测量工件的尺寸和位置，通过分析图像中的边缘和角点，结合几何转换算法，可以确定工件的尺寸和位置信息，表面质量检查算法使用基于局部二值模式(LBP)的纹理特征的方法，该方法可以评估工件表面的凹凸和漆面质量，通过提取局部纹理特征并进行分析，可以判断表面是否平整和质量是否符合要求，综合来看，该双目主动视觉监测装置通过立体视觉重建、目标检测和识别、特征提取和描述、缺陷检测、尺寸和位置测量以及表面质量检查等多种算法，实现了对精密机械加工过程中工件的深度信息、缺陷、尺寸、位置和表面质量的监测和评估，这些功能的整合有助于提高生产效率、减少人为错误，同时提高产品的质量和一致性。
具体的，如图8所示，双目摄像头间距调节算法使用立体视觉算法来匹配左右两组监测摄像头409的图像，从而推断出场景中物体的深度信息，根据估计的深度信息和目标间期望的距离，生成间距调节数据；
摄像头角度调节算法采用视觉跟踪和目标识别算法来检测并跟踪特定目标或特征点，实时分析目标在图像上的位置和移动情况，生成角度调节数据；
摄像头坐标调节算法使用视觉标定算法来获取监测摄像头409的坐标参数，通过迭代求解计算摄像头位置和姿态，以此生成监测摄像头409最佳坐标数据。
双目摄像头间距调节算法利用立体视觉算法，对左右两组监测摄像头409拍摄的图像进行匹配，通过匹配，可以推断出场景中物体的深度信息，结合估计的深度信息和目标间期望的距离，生成间距调节数据，根据这些数据，可以调整监测摄像头409之间的距离，以适应不同距离和目标尺寸的场景，摄像头角度调节算法采用视觉跟踪和目标识别算法，用于检测并跟踪特定目标或特征点，通过实时分析目标在图像上的位置和移动情况，生成角度调节数据，这些数据用于调整监测摄像头409的角度，确保目标始终在监测范围内，并保持良好的视野角度，摄像头坐标调节算法使用视觉标定算法，获取监测摄像头409的坐标参数，通过迭代求解，计算摄像头的位置和姿态，生成最佳坐标数据，这些数据用于调整监测摄像头409的位置，确保监测范围覆盖所需的工件区域，并保持正确的视角和视场，综合而言，双目摄像头间距调节算法、摄像头角度调节算法和摄像头坐标调节算法能够根据实时的视觉信息和需求，对监测摄像头409进行精确的调节，通过这些调节，可以优化视觉监测系统的工作条件，提高图像质量、目标检测的准确性以及系统的稳定性，这样的整合算法有助于确保双目主动视觉监测装置对于精密机械加工过程的可靠监测和准确控制。
工作原理：
从系统控制角度，该双目主动视觉监测装置结合了双目摄像头模块、图像处理模块、中央控制模块、数据存储分析模块和摄像头调控模块，为精密机械加工过程提供了全面的视觉监测和质量控制能力，它能够提高生产效率、减少人工错误，提升产品质量，并为生产决策和改进提供有价值的数据和分析结果，通过第一转向电机105运作，带动轮架106进行方向调节，此时辅助轮107角度随之调节，通过双头异步电机102两组输出端不同功率的输出，带动两组驱动轮103对应旋转，实现车架101的自驱动功能，车架101搭载装载框108用于装配第一机械臂2，并通过开口槽109，给第一机械臂2的运作预留空间，第一机械臂2基于安装座201，装配在装载框108内部，通过双头同步电机202两组输出端的同步驱动，达成双头同步电机202自身角度的调控功能，进而带动外支撑架203和调节座204进行角度调节，支撑臂205随调节座204调整角度，进而对深沟球轴承206的位置进行调节，并通过转轴207装配第一电动伸缩杆208、第二电动伸缩杆209，基于第一电动伸缩杆208、第二电动伸缩杆209输出端伸缩至不同长度，达成深沟球轴承206角度的调节功能，后支架301随深沟球轴承206旋转，调整自身角度，并通过第三电动伸缩杆302的伸缩，调整第一万向轴303位置，基于第一万向轴303给前支架304提供支撑，且第三电动伸缩杆302伸缩过程中，前支架304随之进行位置调节，第四电动伸缩杆305伸缩过程中，带动其所装配第二万向轴306位移，基于几组第四电动伸缩杆305伸缩至不同长度，实现前支架304面相角度的高灵活调控功能，第二转向电机401随前支架304调节位置、角度，并基于自身运作，带动调节台402旋转，通过驱动电机404运作，带动其中一组调节架403旋转，并基于齿环405间的联动结构，对另一组调节架403进行驱动，对于两组调节架403的开合角度进行调控，调节架403内侧，基于第五电动伸缩杆406的伸缩，实现折角架407的角度调节功能，进而对两组监测摄像头409最终角度、坐标进行调整。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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效物界定。
Claims (10)
1.一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，其特征在于，包括驱动座(1)、第一机械臂(2)、第二机械臂(3)、双目视觉机构(4)，所述第一机械臂(2)固定安装在驱动座(1)的内侧，所述第二机械臂(3)与第一机械臂(2)传动连接，所述双目视觉机构(4)固定安装在第二机械臂(3)的末端；
所述驱动座(1)基于自身结构搭载第一机械臂(2)、第二机械臂(3)、双目视觉机构(4)，实现整体双目主动视觉监测装置的位移调控功能；
所述第一机械臂(2)基于自身结构，达成翻转式调控，以及对于第二机械臂(3)的驱动功能；
所述第二机械臂(3)基于自身结构，达成对于双目视觉机构(4)整体位置以及面相角度的调节功能；
所述双目视觉机构(4)达成对于机械加工工件的主动视觉监控功能，且其两组监控点间距、监控角度具备自调节功能。
2.根据权利要求1所述的一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，其特征在于，所述驱动座(1)包括车架(101)，所述车架(101)的后端底部固定安装有双头异步电机(102)，所述双头异步电机(102)的两组输出端均固定安装有驱动轮(103)，所述车架(101)的前端顶部装有前框架(104)，所述前框架(104)的内侧固定安装有第一转向电机(105)，所述第一转向电机(105)的输出端贯穿至车架(101)的下表面，所述第一转向电机(105)的输出端装有轮架(106)，所述轮架(106)的内侧转动连接有辅助轮(107)，所述车架(101)的内侧装有装载框(108)，所述装载框(108)的前后端均贯穿开设有开口槽(109)。
3.根据权利要求1所述的一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，其特征在于，所述第一机械臂(2)包括安装座(201)，所述安装座(201)固定安装在装载框(108)的内侧底部，所述安装座(201)的内侧设置有双头同步电机(202)，所述双头同步电机(202)的两组输出端均与安装座(201)固定连接，所述双头同步电机(202)的外表面装有外支撑架(203)，所述外支撑架(203)的顶端通过螺栓固定安装有调节座(204)，所述外支撑架(203)与调节座(204)均位于开口槽(109)的内侧。
4.根据权利要求3所述的一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，其特征在于，所述调节座(204)的上表面装有支撑臂(205)，所述支撑臂(205)的顶端转动连接有深沟球轴承(206)，所述调节座(204)的表面对称转动连接有转轴(207)，其中一组所述转轴(207)的外表面装有第一电动伸缩杆(208)，其中另一组所述转轴(207)的外表面装有第二电动伸缩杆(209)，所述第一电动伸缩杆(208)、第二电动伸缩杆(209)的输出端均与深沟球轴承(206)转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，其特征在于，所述第二机械臂(3)包括后支架(301)，所述后支架(301)固定安装在深沟球轴承(206)的外表面，所述后支架(301)的前端装有第三电动伸缩杆(302)，所述第三电动伸缩杆(302)的输出端装有第一万向轴(303)，所述第一万向轴(303)的前端转动连接有前支架(304)，所述后支架(301)的前端装有第四电动伸缩杆(305)，所述第四电动伸缩杆(305)的输出端装有第二万向轴(306)，所述第二万向轴(306)的前端与前支架(304)转动连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，其特征在于，所述双目视觉机构(4)包括第二转向电机(401)，所述第二转向电机(401)固定安装在前支架(304)的前端，所述第二转向电机(401)的输出端装有调节台(402)，所述调节台(402)的外表面两侧均装有调节架(403)，所述调节台(402)的内侧固定安装有驱动电机(404)，所述驱动电机(404)的输出端贯穿至调节台(402)的外表面并与其中一组调节架(403)固定连接，两组所述调节架(403)的外表面均装有齿环(405)，所述齿环(405)之间相啮合。
7.根据权利要求6所述的一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，其特征在于，所述调节架(403)的内侧转动连接有第五电动伸缩杆(406)和折角架(407)，所述第五电动伸缩杆(406)的输出端装有连接架(408)，所述连接架(408)与折角架(407)的一端转动连接，所述折角架(407)的另一端装有监测摄像头(409)。
8.根据权利要求1所述的一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，其特征在于，所述适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置搭载有双目监控系统，所述双目监控系统是由双目摄像头模块、图像处理模块、中央控制模块、数据存储分析模块、摄像头调控模块组成；
所述双目摄像头模块用于接收监测摄像头(409)监测所得视觉数据，以捕捉清晰的图像；
所述图像处理模块包含立体视觉重建算法、目标检测和识别算法、特征提取和描述算法、缺陷检测算法、尺寸和位置测量算法、表面质量检查算法；
所述中央控制模块采用嵌入式系统，实现该双目监控系统的控制和协调功能；
所述数据存储分析模块采用固态硬盘(SSD)作为存储设备，并配置MySQL数据库管理数据，对数据执行数据清理、预处理、统计分析、数据挖掘操作，生成报告和可视化结果；
所述摄像头调控模块包括摄像头间距调节单元、摄像头角度调节单元、摄像头坐标调节单元实现对于监测摄像头(409)的具体调节控制功能。
9.根据权利要求8所述的一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，其特征在于，所述立体视觉重建算法基于视差图(Disparity Map)的Graph Cut立体匹配算法，计算工件的深度信息；
所述目标检测和识别算法采用Haar特征检测器配合卷积神经网络(CNN)，检测和识别工件上的缺陷或特定目标；
所述特征提取和描述算法采用SIFT局部特征描述算法，从图像中提取关键点和描述符；
所述缺陷检测算法基于包括深度卷积神经网络(DCNN)的文本图像分类器方法等，来检测包括裂缝、划痕的缺陷项目；
所述尺寸和位置测量算法基于边缘检测、角点检测和几何转换的方法，测量工件的尺寸和位置；
所述表面质量检查算法使用基于包括局部二值模式(LBP)的纹理特征的方法，评估表面的凹凸和漆面质量。
10.根据权利要求8所述的一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置，其特征在于，所述双目摄像头间距调节算法使用立体视觉算法来匹配左右两组监测摄像头(409)的图像，从而推断出场景中物体的深度信息，根据估计的深度信息和目标间期望的距离，生成间距调节数据；
所述摄像头角度调节算法采用视觉跟踪和目标识别算法来检测并跟踪特定目标或特征点，实时分析目标在图像上的位置和移动情况，生成角度调节数据；
所述摄像头坐标调节算法使用视觉标定算法来获取监测摄像头(409)的坐标参数，通过迭代求解计算摄像头位置和姿态，以此生成监测摄像头(409)最佳坐标数据。
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|---|---|---|---|
| CN202311027837.0A CN116945126A (zh) | 2023-08-15 | 2023-08-15 | 一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置 |
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|---|---|---|---|
| CN202311027837.0A CN116945126A (zh) | 2023-08-15 | 2023-08-15 | 一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116945126A true CN116945126A (zh) | 2023-10-27 |
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ID=88452930
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| CN202311027837.0A Withdrawn CN116945126A (zh) | 2023-08-15 | 2023-08-15 | 一种适用精密机械加工的双目主动视觉监测装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN116945126A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117705720A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-15 | 石家庄铁道大学 | 一种双块式轨枕外观尺寸及缺陷同步快速检测系统 |
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2023
- 2023-08-15 CN CN202311027837.0A patent/CN116945126A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117705720A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-15 | 石家庄铁道大学 | 一种双块式轨枕外观尺寸及缺陷同步快速检测系统 |
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