CN201184788Y - 一种用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，包括第一分光镜、第二分光镜和反光镜，3个光学器件依次连接构成一复合式光学组件，第一、二两个照明光源，第一光源对着第一分光镜的一直角面设置，第一光源发射的光线能被第一分光镜的分光面反射至第一物体；第二光源对着第二分光镜直角面设置，第一摄像机与反光镜的一直角面对应设置，第二摄像机设置在第一摄像机的对面，位于反光镜的另一侧；第一摄像机，反光镜和第二摄像机同轴线设置。通过对向下工件位置信息的计算，可以得到上下工件在位置和姿态上的差异，采用两个摄像机可同时取得工件的图像，可提高工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种图像采集装置，具体涉及一种应用于基于机器视觉(图像)的，可用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置。
背景技术
在很多加工或装配场合，需要对两个物体的位置和角度进行对准。如刀具和工件的对准，模版和工件的对准，工件和工件的对准。在现有技术中，通常采用如下几种方法来进行对位：
1、采用人眼对准。其存在如下缺点：精度低，容易疲劳，会由于个人的技能而得出不同的对位结果，可靠性差。
2、采用治具定位。其存在以下缺点：需要工件有比较精确的定位孔或定位边，当定位孔或定位边有误差时，会直接影响到对准效果；精度低，一般只能达到微毫米级的精度；由于一般需要手动放置工件，因此效率低。
3、采用机器视觉对位。目前，存在一种用于两物体对位的，基于机器视觉的图像采集装置，其基本结构如下：采用三个分光镜重叠，构成一复合光学组件，在两端分光镜的一侧分别设有光源，在中间分光镜的一侧面设有与其相对的摄像机，这种装置工作时，必须采用分时控制的方式分别控制两个光源开关来分别取得两个工件的图像信息，因此，其效率在机器视觉领域相对较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种用于目标物体的照明和图像采集的装置，可克服现有技术中的上述缺陷。本装置采用机器视觉定位，定位精度高，采集信息速度快，自动化程度高，重复性好，可以同时采集两个工件的位置信息，工作效率高。还可以将检测和测量功能集成在一起，增加使用功能。
本实用新型提供的技术方案如下：构造一种用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，包括第一分光镜、第二分光镜和反光镜，3个光学器件依次连接构成一重叠结构的复合式光学组件，还包括第一、第二两个照明光源，第一光源对着所述第一分光镜的一直角面设置，第一光源发射的光线能被第一分光镜的分光面反射至第一物体；第二光源对着所述第二分光镜一直角面设置，第二光源发射的光线能被第二分光镜的分光面反射至第二物体；还包括第一摄像机和第二摄像机，第一摄像机与反光镜的一直角面对应设置，第二摄像机设置在所述第一摄像机的对面，位于反光镜的另一侧；第一摄像机，反光镜和第二摄像机同轴线设置。
在上述用于目标物体照明和图像采集的装置，还包括一个可用于对工件进行检测和测量的激光器，该激光器相对与所述复合式光学组件呈倾斜状设置，其光斑照射到需要检测的物体。
在上述用于目标物体照明和图像采集的装置中，所述第一和第二分光镜可以是具有分光作用的镜片。
在上述用于目标物体照明和图像采集的装置中，所述反光镜可以是具有反光作用的镜片。
在上述用于目标物体照明和图像采集的装置中，第一分光镜，和第一光源可以绕所述复合式光学组件的长中心轴，旋转任意相同角度。
在上述用于目标物体照明和图像采集的装置中，第二分光镜，和第二光源可以绕所述复合式光学组件的长中心轴，旋转任意相同角度。
第一光源发射出的光线能够被第一分光镜的分光面反射到第一工件，第一工件的图像经过第一分光镜后，到达反光镜，反光镜的反射面(斜面)将第一工件的图像反射到第一摄像机中；第二光源发射出的光线能够被第二分光镜的分光面反射到第二工件，第二工件的图像经过第二分光镜后到达反光镜，反光镜的反射面将图像反射到第二摄像机。两个摄像机可以同时得到上、下两个工件的图像，通过对图像的分析，从而可以得出上、下两个工件的位置信息。通过对向下工件位置信息的计算，就可以得到上下工件在位置和姿态上的差异。这种装置采用两个摄像机可同时取得工件的图像，从而可以提高工作效率。
附图说明
图1是本实用新型用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置的原理图。
图2是图1所示用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置的结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2所示，提供一种用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，包括第一分光镜2、反光镜9、第二分光镜8，第一分光镜2、反光镜9、第二分光镜8依次连接构成一直线型复合式光学组件，在复合式光学组件的一侧设有第一光源3和第二光源7，第一光源3与第一分光镜2相对应，第二光源7与第二分光镜8相对应，也可以将两个光源3、7分别设置在不同侧，但必须保证，第一光源3发射的光线被第一分光镜的分光面反射至第一物体，第二光源发射的光线被第二分光镜的分光面反射至第二物体。在反光镜9的直角面的一侧还设有第一摄像机4。另设有一个第二摄像机10，该第二摄像机10设置在第一摄像机4的对面，即设置在反光镜9的另一个直角面，摄像机4，反光镜9和摄像机10延一直线布置。
在上述用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置中，还可以设置一个用于对工件进行检测和测量的激光器5，该激光器5相对与所述复合式光学组件呈倾斜状设置，其光斑照射到需要检测的物体。
在上述用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置中，第一、第二分光镜可以是具有分光作用的镜片，反光镜可以是由具有反射功能的两个三棱镜胶合构成，也可以是一个镜片。
在上述用于目标物体照明和图像采集的装置中，第一分光镜2，和第一光源3可以绕所述复合式光学组件的长中心轴，旋转任意相同角度。
在上述用于目标物体照明和图像采集的装置中，第二分光镜8，和第二光源7可以绕所述复合式光学组件的长中心轴，旋转任意相同角度。
第一光源3发射出的光线能够被第一分光镜2的分光面反射到第一工件1，第一工件1的图像经过第一分光镜2后，到达反光镜9，反光镜9的反光面将第一工件1的图像反射到摄像机4中；第二光源7发射出的光线被第二分光镜8的分光面反射到第二工件6，第二工件6的图像经过第二分光镜8后到达反光镜9，反光镜9的分光面将这一工件的图像反射到第二摄像机10，将两个摄像机4、10所取得的图像进行比对分析，从而可以得出上、下两个工件1、6的位置信息。通过对上、下工件位置信息的计算，就可以得到上、下工件1、6在位置和姿态上的差异。
在上述用于目标物体照明和图像采集的装置中，在第一分光镜和第一物体间，还可以包括一个可用于辅助照明的第三光源，第三光源为一环状光源，第三光源用于第一物体的辅助照明。
在上述用于目标物体照明和图像采集的装置中，在第二分光镜和第二物体间，还可以包括一个可用于辅助照明的第四光源，第四光源为一环状光源，第四光源用于第二物体的辅助照明。
Claims (7)
1、一种用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，包括第一分光镜、反光镜、第二分光镜，第一分光镜、反光镜、第二分光镜依次连接构成一重叠结构的复合式光学组件，还包括第一、第二两个照明光源，第一光源对着所述第一分光镜设置；第二光源对着所述第二分光镜设置；其特征在于，还包括第一摄像机和第二摄像机，第一摄像机与反光镜的一直角面对应设置，第二摄像机设置在所述第一摄像机的对面，位于反光镜的另一侧；第一摄像机，反光镜和第二摄像机同轴线布置。
2、根据权利要求1所述的用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，其特征在于，还可以包括一个可用于对工件进行检测和测量的激光器，该激光器相对与所述复合式光学组件呈倾斜状设置，其光斑照射到需要检测的物体。
3、根据权利要求1或2所述的用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，其特征在于，所述第一、第二分光镜可以是具有分光作用的镜片，所述反光镜可以是由具有反射功能的两个三棱镜胶合构成，也可以是一个镜片。
4、根据权利要求1所述的用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，其特征在于，第一分光镜和第一光源可以绕复合式光学组件的长中心轴，旋转任意相同角度。
5、根据权利要求1所述的用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，其特征在于，第二分光镜和第二光源可以绕复合式光学组件的长中心轴，旋转任意相同角度。
6、根据权利要求1所述的用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，其特征在于，还包括一用于为第一物体的提供辅助照明的第三光源，该光源呈环形结构，所述第三光源位于第一分光镜和第一物体之间。
7、根据权利要求1所述的用于目标物体对位、检测的图像采集和照明装置，其特征在于，还包括一用于提供辅助照明的第四光源，第四光源呈环形结构，该第四光源用于第二物体的辅助照明，该第四光源位于第二分光镜和第二物体之间。
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