CN209147934U - 基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统 - Google Patents

基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统 Download PDF

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王宇航
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Abstract

本实用新型公开了一种基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统,包括第一图像采集装置、第二图像采集装置、传动部件、支架、壳体、旋转底盘、以及计算机,第一图像采集装置固定在壳体的顶部,并与支架顶面的几何中心对齐,以采集该待测六面体的图像;计算机与第一图像采集装置电连接,根据第一图像采集装置采集的待测六面体的图像获取该待测六面体相对于传动部件的角度,并激活第一电机驱动旋转底盘旋转该角度。本实用新型能够解决现有基于三维立体视觉的检测方法中存在的测量精度低、以及无法对多面体的所有边长进行全面检测的技术问题,以及现有基于二维平面视觉的检测方法中存在的待测多面体的摆放方向和位置会影响测量精度的技术问题。

Description

基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统
技术领域
本实用新型属于工业检测和机器视觉领域,更具体地,涉及一种基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统。
背景技术
目前,尺寸检测已经广泛应用在工业检测领域中,其中传统的多面体尺寸检测包括有基于三维立体视觉的检测系统、以及基于二维平面视觉的检测系统。
基于三维立体视觉的检测系统是通过采用双目摄像头结合立体视觉算法来实现,但该尺寸测量系统存在一些不可忽略的技术问题:首先,由于尺寸测量系统中包含有深度信息,深度信息的获得需要通过立体视觉算法间接计算获得,这会导致尺寸测量的精度不高;此外,该尺寸测量系统中的立体视觉算法比较复杂,并且只能观察到多面体的部分边长信息,无法对多面体的所有边长进行全面检测。
而针对基于二维平面视觉的检测系统而言,其存在的技术问题在于,待测多面体的摆放方向和位置也会影响其测量精度。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本实用新型提供了一种基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统,其目的在于,解决现有基于三维立体视觉的检测系统中存在的测量精度低、以及无法对多面体的所有边长进行全面检测的技术问题,以及现有基于二维平面视觉的检测系统中存在的待测多面体的摆放方向和位置会影响测量精度的技术问题。
为实现上述目的,按照本实用新型的一个方面,提供了一种基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统,包括支架、旋转底盘、第一图像采集装置、壳体、第二图像采集装置、传动部件、计算机、第一电机、以及第二电机,支架固定设置在旋转底盘的中心处,以用于放置待测六面体;第一图像采集装置固定在壳体的顶部,并且与支架顶面的几何中心对齐,以采集该待测六面体的图像并发送给计算机;第一电机分别与计算机和旋转底盘电连接,以驱动旋转底盘旋转到待测六面体中的其中一个待测面正对第二图像采集装置;第二图像采集装置固定在壳体的一侧上,并与旋转底盘的旋转中心对齐,以采集待测六面体中与该第二图像采集装置对齐的待测面的图像;计算机还与第二图像采集装置电连接,根据第二图像采集装置采集到的待测六面体中与该第二图像采集装置对齐的待测面的图像获取该待测面四个边的尺寸;传动部件固定在壳体的底部,并包括滑道和滑块,滑块和第二电机电连接,并在第二电机的驱动下在滑道上做水平移动,旋转底盘固定设置在滑块上。
优选地,第一图像采集装置和第二图像采集装置均为摄像头。
优选地,支架采用T字形结构。
总体而言,通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
(1)由于本实用新型的尺寸测量过程中并不涉及深度信息,待测六面体的所有尺寸都是经过直接测量获得,而非通过深度信息计算获得,从而保证测量精度高;
(2)本实用新型的尺寸测量系统是基于平面测量,其过程简单,标定方便。
(3)由于本实用新型将待测六面体中正对第二图像采集装置的待测面刚好调整到位于第二图像采集装置的标定平面内,从而能够避免待测多面体的摆放方向和位置所导致的测量精度误差;
(4)相比现有基于三维立体视觉的检测系统而言,本实用新型能够实现对待测六面体所有12条边的检测;
(5)本实用新型能够自动识别和调整待测六面体待测面的方向和距离,避免了人为操作带来的测量精度误差,节省了人力资源,减少了工作量。
附图说明
图1是本实用新型基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统的示意图。
在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:
1-第一图像采集装置;2-第二图像采集装置;3-传动部件;4-支架;5-壳体;6-待测六面体;7-旋转底盘;8-滑道;9-滑块。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示,本实用新型公开了一种基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统,包括第一图像采集装置1、第二图像采集装置2、传动部件3、支架4、壳体5、旋转底盘7、计算机(未示出)、第一电机(未示出)、以及第二电机(未示出)。
支架4固定设置在旋转底盘7的中心处,用于放置待测六面体6。
在本实施方式中,支架4采用T字形结构,应该理解的是,本实用新型并不局限于此,任何可以实现水平放置待测六面体的支架结构都在本实用新型的保护范围内。
第一图像采集装置1固定在壳体5的顶部,与支架4顶面的几何中心对齐,用于采集该待测六面体6的图像并发送给计算机。
计算机与第一图像采集装置1电连接,根据第一图像采集装置1采集的待测六面体6的图像获取该待测六面体相对于传动部件3的角度,并控制第一电机工作。
第一电机分别与计算机和旋转底盘7电连接,以驱动旋转底盘7旋转到待测六面体6中的其中一个待测面正对第二图像采集装置2。
第二图像采集装置2固定在壳体5的一侧上,并与旋转底盘7的旋转中心对齐,用于采集待测六面体6中与该第二图像采集装置2对齐的待测面的图像。
计算机与第二图像采集装置2电连接,用于根据第二图像采集装置2采集到的待测六面体6中与该第二图像采集装置2对齐的待测面的图像获取该待测面四个边的尺寸。
在本实施方式中,第一图像采集装置1与第二图像采集装置2均为摄像头。
传动部件3固定在壳体1的底部,并包括滑道8和滑块9。
滑块9和第二电机电连接,并在第二电机的驱动下在滑道8上做水平移动。
旋转底盘7固定设置在传动部件3的滑块9上。
上述基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统的工作原理如下:
首先,将待测六面体放置在支架上,第一图像采集装置采集该待测六面体的图像,将采集到的图像发送到计算机进行处理,以获取该待测六面体相对于传动部件的角度,计算机获取该角度后,启动第一电机带动旋转底盘旋转该角度,以使得待测六面体中的其中一个待测面正对第二图像采集装置;随后,计算机判断待测六面体中正对第二图像采集装置的待测面是否处于第二图像采集装置的标定平面(该标定平面是图像采集装置出厂时设置的)内,如果是则第二图像采集装置采集待测六面体中与该第二图像采集装置对齐的待测面的图像,将采集到的该图像发送到计算机,由计算机根据采集到的图像获取该待测面四个边的尺寸,否则计算机启动第二电机驱动滑块向第二图像采集装置方向移动,使待测六面体中正对第二图像采集装置的待测面刚好处于第二图像采集装置的标定平面内,然后第二图像采集装置采集待测六面体中与该第二图像采集装置对齐的待测面的图像,将采集到的该图像发送到计算机,由计算机根据采集到的图像获取该待测面四个边的尺寸。
本实用新型提出的一种基于运动控制和机器视觉的六面体边长尺寸高精度测量方法及其测量系统,其中一个图像采集装置位于待测多面体正上方,用于调整待测多面体的角度以及判断当前物体所在水平位置,通过调整旋转底盘,使待测多面体的左侧面正好平行于另一个图像采集装置的标定平面,并且通过滑道和滑块,调整待测多面体和第二图像采集装置之间的距离,使左侧面正好位于测量标定平面,从而达到准确测量尺寸的目的。
本实用新型通过调整传动部件和水平360度旋转底盘,使待测物面始终处于标定平面上,避免了重复标定,极大地提高了检测精度。
本实用新型设计了两个图像采集装置,一个图像采集装置实时检测待测多面体的姿态,并通过传动轴和水平旋转台实时调整,另一个图像采集装置用于检测待测面的尺寸,通过将待测六面体中正对第二图像采集装置的待测面刚好调整到位于第二图像采集装置的标定平面内,能够避免待测多面体的摆放方向和位置所导致的测量精度误差。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于运动控制和机器视觉的六面体尺寸测量系统,包括支架、旋转底盘、第一图像采集装置、壳体、第二图像采集装置、传动部件、计算机、第一电机、以及第二电机,其特征在于,
所述支架固定设置在旋转底盘的中心处,以用于放置待测六面体;
所述第一图像采集装置固定在壳体的顶部,并且与支架顶面的几何中心对齐,以采集该待测六面体的图像并发送给计算机;
所述第一电机分别与计算机和旋转底盘电连接,以驱动旋转底盘旋转到待测六面体中的其中一个待测面正对第二图像采集装置;
所述第二图像采集装置固定在壳体的一侧上,并与旋转底盘的旋转中心对齐,以采集待测六面体中与该第二图像采集装置对齐的待测面的图像;
所述计算机还与第二图像采集装置电连接,根据第二图像采集装置采集到的待测六面体中与该第二图像采集装置对齐的待测面的图像获取该待测面四个边的尺寸;
所述传动部件固定在壳体的底部,并包括滑道和滑块,滑块和第二电机电连接,并在第二电机的驱动下在滑道上做水平移动,旋转底盘固定设置在滑块上。
2.根据权利要求1所述的六面体尺寸测量系统,其特征在于,第一图像采集装置与第二图像采集装置均为摄像头。
3.根据权利要求1所述的六面体尺寸测量系统,其特征在于,支架采用T字形结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112964174A (zh) * 2021-01-28 2021-06-15 上海工程技术大学 一种大型构件外形误差检测平台
CN113607730A (zh) * 2021-08-03 2021-11-05 无锡乾鹏医疗科技有限公司 零件检测方法、装置、终端及可读存储介质

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