CN210464371U - 一种可调拍摄角度的工业图像采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，包括传送平台、直线模组、图像采集单元；所述传送平台两侧布置有承重肋板，且承重肋板上设置有限位开关，用于采集位置信号，并实现传送电机的启停控制；所述直线模组包括由两侧承重肋板实现支撑的滑动导轨，通过驱动电机实现滑块沿滑动导轨的驱动控制；所述图像采集单元包括安装于滑块上的旋转台以及布置于旋转台底部的面阵CCD相机、线激光器，通过步进电机驱动旋转台的水平转动实现摄影角度的实时调整。本实用新型通过二次目标图像的获取处理及机构二自由度的运动控制，实时调整相机和线激光器的角度，来得到需要的、完整的目标图像区域，从而获取测量工件的所需完整的尺寸信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，属于高精度工业图像采集装置技术领域。
背景技术
近年来，视觉测量具有检测速度快、测量精度高、非接触式测量等优点，被广泛应用于众多领域的测量中。在以往的铸造工艺中，砂型的尺寸形状一般采用人工抽查，效率低下的同时难以保证产品合格率，因砂型的形状尺寸不合格导致后续铸造的铸件废品率升高。随着“精密铸造”的提出，铸造行业在各个工序的检测上提出了新的要求，铸件的尺寸测量和缺陷检测目前已经具有了成熟的视觉测量技术支持。对于砂型的形状和尺寸测量，需要高效、精确和非接触式的测量方法来解决。
发明内容
发明目的：为了解决在测量砂型相关几何参数时，存在由于砂型在传送带上以不同位姿进入摄像区域导致拍摄的图像有效区域不完整问题，本发明提供了一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，通过二次目标图像的获取处理及机构二自由度的运动，实时调整相机和线激光器的角度，来得到需要的、完整的目标图像区域，从而获取测量工件的所需完整的尺寸信息。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，包括传送平台、直线模组、图像采集单元；
其中，所述传送平台包括传送电机、由传送电机驱动的传送带，且传送带两侧布置有承重肋板；所述承重肋板上设置有限位开关，用于采集传送带上待测物的位置信号，并实现传送电机的启停控制；
所述直线模组包括由两侧承重肋板实现支撑的滑动导轨，且滑动导轨上布置有相适配的滑块；所述滑动导轨一侧设置有驱动电机，通过驱动电机实现滑块沿滑动导轨的驱动控制；
所述图像采集单元包括安装于滑块上的旋转台、安装于旋转台一侧的步进电机以及布置于旋转台底部的面阵CCD相机、线激光器，通过步进电机驱动旋转台的水平转动实现摄影角度的实时调整。
优选的，所述传送带采用皮带式传送机，输送平稳高效。
优选的，为了检测工件是否进入拍摄区域，在传送带两侧选择加入激光传感器，当激光束检测到工件进入拍摄区域的预定位置时，向限位开关发出暂停信号，使得传送带停止运行。
优选的，所述旋转台通过L型连接板实现与滑块的固定连接，且旋转台的底部旋转端通过连接平板实现面阵CCD相机、线激光器的固定安装。为了避免因调拍摄影角度调整后相机需重新标定的问题，本实用新型将CCD相机与线激光器固定在同一动块中。当拍摄角度需要调整时，CCD相机与线激光器的相对位置不会改变，从而避免了相机重新标定的问题。
优选的，本实用新型还包括工控机，且工控机与限位开关、传送电机、驱动电机、面阵CCD相机、线激光器、旋转电机进行信号连接。
有益效果：本发明提供的一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，相对于现有技术，具有以下优点：1、本发明通过电动旋转台、直线模组与电机的配合，分别实现摄像单元旋转、水平方向的运动控制，从而实现机构二自由度的运动，以保证拍摄的图像有效区域可以容纳传送带上砂型的不同位姿；
2、本发明采用由步进电机运动控制器控制的电动旋转台，该转台采用精密研配的蜗轮蜗杆结构，可以正向反向旋转且空回极小，能够实现角度的精密定位，旋转平稳，保证CCD相机拍摄画面的平稳性；
3、采用跨立式的机械结构，避免相机在改变位置是因为重心偏移导致整个装置发生偏移，保证了整个拍摄装置的稳定性，整体结构简单，控制方便高效；
4、采用面阵CCD相机和辅助线激光器实现高精度图像采集，有效减少拍摄次数，提高检测速度，并通过二次目标图像的获取处理，实时调整相机和线激光器的角度，来得到需要的、完整的目标图像区域，从而获取测量工件的所需完整的尺寸信息。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中图像采集单元的结构示意图；
图3-1、3-2为本发明实施例中面阵CCD相机的工作状态示意图；
图中包括：1、线激光器，2、面阵CCD相机，3、承重肋板，4、滑动导轨，5、步进电机，6、旋转台，7、滑块，8、驱动电机，9、传送电机，10、激光传感器，11、待测砂型，12、传送带，13、连接平板，14、L型连接板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，包括传送平台、直线模组、图像采集单元；
其中，所述传送平台包括传送电机9、由传送电机9驱动的传送带12，且传送带12两侧布置有承重肋板3；所述承重肋板3上设置有限位开关，用于采集传送带12上待测砂型11的位置信号，并实现传送电机9的启停控制；
所述直线模组包括由两侧承重肋板3实现支撑的滑动导轨4，且滑动导轨4上布置有相适配的滑块7；所述滑动导轨4一侧设置有驱动电机8，通过驱动电机8实现滑块7沿滑动导轨4的驱动控制；
所述图像采集单元包括安装于滑块7上的旋转台6、安装于旋转台6一侧的步进电机5以及布置于旋转台6底部的面阵CCD相机2、线激光器1，通过步进电机5驱动旋转台6的水平转动实现摄影角度的实时调整。
本实施例中，所述传送带12采用皮带式传送机；所述限位开关采用布置于两侧承重肋板3上的激光传感器10。
如图2所示，所述旋转台6通过L型连接板14实现与滑块7的固定连接，且旋转台6的底部旋转端通过连接平板13实现面阵CCD相机2、线激光器1的固定安装。
本实用新型还包括工控机，且工控机与限位开关、传送电机9、驱动电机8、面阵CCD相机2、线激光器1、旋转电机进行信号连接。所述工控机包括PC机、上位机、控制器等。
本实用新型所述工业图像采集装置的控制过程如下：
1)如图1所示：在传送电机9的驱动下，待测砂型11随着传送带12进入预拍摄区域，当运行到预定位置，激光传感器10接收到信号，向控制器发出信号，控制传送带12停下；
2)限位开关启动后，在驱动电机8的驱动下，由滑块7带动如图2所示的电动旋转图像采集机构，沿滑动导轨4运行至指定位置；
3)电动旋转图像采集机构到达预定位置后，PC机通过CCD相机2和线激光器1开始图像采集(面阵CCD相机的工作状态如图3-1、3-2所示)，图像采集后，将图像传回PC机进行图像处理；
4)PC机进行图像处理(由于待测砂型11在进入图像采集区域时的位姿各不相同，进行不同操作)：若砂型的位姿如图3-1所示，线激光完整的投射在了砂型上则图像处理就按照去噪、滤波处理、ROI划分、特征检测等流程，得出特征点的相对位置，通过内参数矩阵转化，得出所需的砂型尺寸；若砂型的位姿如图3-2所示，线激光未能完全投射在砂型上，则在第一次图像处理时运用几何定位等相关算法，得出线激光与砂型轴线的偏离角度，将偏离角度解算后，传回上位机，上位机根据偏移角度，发出对应指令将电动旋转台转动对应的角度。在转动过程中，CCD相机1与线激光器2的相对位置未改变，故不需要重新进行视觉标定，直接进行第二次图像采集、图像处理，即可得出所需的几何尺寸。
5)砂型测量完成后，限位开关关闭，传送带12继续运行，砂块离开拍摄区域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，其特征在于，包括传送平台、直线模组、图像采集单元；
其中，所述传送平台包括传送电机(9)、由传送电机(9)驱动的传送带(12)，且传送带(12)两侧布置有承重肋板(3)；所述承重肋板(3)上设置有限位开关，用于采集传送带(12)上待测砂型(11)的位置信号，并实现传送电机(9)的启停控制；
所述直线模组包括由两侧承重肋板(3)实现支撑的滑动导轨(4)，且滑动导轨(4)上布置有相适配的滑块(7)；所述滑动导轨(4)一侧设置有驱动电机(8)，通过驱动电机(8)实现滑块(7)沿滑动导轨(4)的驱动控制；
所述图像采集单元包括安装于滑块(7)上的旋转台(6)、安装于旋转台(6)一侧的步进电机(5)以及布置于旋转台(6)底部的面阵CCD相机(2)、线激光器(1)，通过步进电机(5)驱动旋转台(6)的水平转动实现摄影角度的实时调整。
2.根据权利要求1所述一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，其特征在于，所述传送带(12)采用皮带式传送机。
3.根据权利要求1所述一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，其特征在于，所述限位开关采用布置于两侧承重肋板(3)上的激光传感器(10)。
4.根据权利要求1所述一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，其特征在于，所述旋转台(6)通过L型连接板(14)实现与滑块(7)的固定连接，且旋转台(6)的底部旋转端通过连接平板(13)实现面阵CCD相机(2)、线激光器(1)的固定安装。
5.根据权利要求1所述一种可调拍摄角度的工业图像采集装置，其特征在于，还包括工控机，且工控机与限位开关、传送电机(9)、驱动电机(8)、面阵CCD相机(2)、线激光器(1)、旋转电机进行信号连接。
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