CN210514102U - 基于双目视觉测量的图像监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于双目视觉测量的图像监控装置。该基于双目视觉测量的图像监控装置包括相机光源组件，包括支架及设置在支架上的工业相机和光源；控制柜，包括工控机、IO控制盒、显示器和光源控制组件，工控机通过IO控制盒与外部设备连通，工控机与显示器连接，显示器用于显示监控状态，工控机与工业相机连接，工控机向工业相机提供电力并接收由工业相机获得的影像数据，光源控制组件用于控制光源的开关及亮度。本实用新型提出了一种基于双目视觉测量的图像监控装置，方便操作，提高了监控效率且降低工作强度。

Description

基于双目视觉测量的图像监控装置

技术领域

本实用新型涉及汽车疲劳耐久测试技术领域，尤其涉及一种基于双目视觉测量的图像监控装置。

背景技术

在汽车零部件疲劳试验中，有时需要对试验样件在试验过程中某几个位置的变形量进行定时的测量和监控，记录变化趋势，防止样件在试验过程中由于裂纹产生等意外情况，导致过大的位移变化产生。

目前，在上述疲劳试验过程中主要采用人工定时观察测量，并在某些位置放置一定数量的接近开关或者位移传感器来实现。由于监控点的位置数量有限，并且通常位移传感器只能监控汽车零部件在一个方向的位移变化。

现有技术通过人工检测容易发生漏检，且接近开关或者位移传感器只能对一个方向的变化进行测量和监控，造成使用领域受限。另外，一个测量点就需要一个装配一个传感器，对于多个测量点的同步测量，使得测量成本较高并且安装效率较低。

实用新型内容

针对现有技术的上述问题，本实用新型提出了一种基于双目视觉测量的图像监控装置，方便操作，提高监控效率且有效降低工作强度。

具体地，本实用新型提出了一种基于双目视觉测量的图像监控装置，包括，

相机光源组件，包括支架及设置在所述支架上的工业相机和光源；

控制柜，包括工控机、IO控制盒、显示器和光源控制组件，所述工控机通过所述IO控制盒与外部设备连通，所述工控机与所述显示器连接，所述显示器用于显示监控状态，所述工控机与所述工业相机连接，所述工控机向所述工业相机提供电力并接收由所述工业相机获得的影像数据，所述光源控制组件用于控制所述光源的开关及亮度。

根据本实用新型的一个实施例，所述外部设备包括报警装置，所述工控机能根据所述影像数据的变化通过所述IO控制盒来启动所述报警装置工作。

根据本实用新型的一个实施例，所述报警装置包括警报灯和蜂鸣器，所述警报灯能指示当前所述图像监控装置的工作状态，在异常情况下，所述蜂鸣器鸣响。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制柜还包括UPS，所述UPS向所述工控机、IO控制盒、显示器和光源控制组件供电。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制柜还包括多个上下叠置的储物格，用于存放所述工控机、IO控制盒、显示器和光源控制组件，所述工控机和IO控制盒设置在所述UPS和光源控制组件的上方，所述显示器设置在所述储物格的顶部。

根据本实用新型的一个实施例，所述IO控制盒包括24V稳压电源、中间继电器和输入输出模块，所述中间继电器分别与所述24V稳压电源和输入输出模块连接，所述IO控制盒通过所述输入输出模块与所述工控机和外部设备连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述相机光源组件还包括横梁、连接板和旋转滑台，所述横梁水平设置在所述支架上，所述工业相机设置在所述旋转滑台上，所述旋转滑台能围绕其垂直轴线旋转，并能带动所述工业相机旋转一设定角度，所述旋转滑台通过所述连接板滑动设置在所述横梁上，所述连接板能够在所述横梁上移动，两个所述工业相机通过所述连接板在所述横梁的长度方向调整两者之间的距离。

根据本实用新型的一个实施例，所述支架能控制所述横梁升降，所述支架为万向支架或万向表架。

根据本实用新型的一个实施例，所述光源环绕设置在所述工业相机的外围。

根据本实用新型的一个实施例，所述工控机包括监控模块、图像识别模块、比较模块和存储模块，所述监控模块用于控制所述工业相机的采样时间间隔，所述图像识别模块识别标记点的三维坐标值，并保存相应图像到存储模块，所述比较模块进行图像比较，当比较结果大于设定值，所述工控机通过所述IO控制盒向外部设备发送报警指令。

本实用新型提供的一种基于双目视觉测量的图像监控装置，能够对试验全周期中的样件多目标点同时测量和监控，提供识别和报警，提高了监控效率且降低工作强度。

应当理解，本实用新型以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本实用新型提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：

图1示出了本实用新型一个实施例的基于双目视觉测量的图像监控装置的结构示意图。

图2A是图1中的IO控制盒的结构示意图。

图2B是图2A的俯视图。

图2C是图2A的侧面示意图一。

图2D是图2A的侧面示意图二。

图3是图1中的相机光源组件的结构示意图。

图4示出了本实用新型另一个实施例的相机光源组件的结构示意图。

图5示出了本实用新型另一个实施例的相机光源组件的结构示意图。

图6是图1中的工控机的结构框图。

图7示出了本实用新型的一个实施例的基于双目视觉测量的图像监控装置的工作流程图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

基于双目视觉测量的图像 100 相机光源组件 101

监控装置

控制柜 102 支架 103

工业相机 104 光源 105、105’

工控机 106 IO控制盒 107

显示器 108 光源控制组件 109

报警装置 110 UPS 111

24V稳压电源 112 中间继电器 113

输入输出模块 114 220v电源输入端口 115

工控机连接插座 116 航空插头 117

横梁 118 连接板 119

旋转滑台 120 光源固定板 121

监控模块 122 图像识别模块 123

比较模块 124 存储模块 125

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90 度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1示出了本实用新型一个实施例的基于双目视觉测量的图像监控装置的结构示意图。如图所示，一种基于双目视觉测量的图像监控装置100主要包括相机光源组件101和控制柜102。

其中，相机光源组件101包括支架103及设置在支架103上的工业相机104 和光源105，工业相机104用于拍摄需要监控的试验样品，光源105用来对试验样品提供均匀光照。

控制柜102包括工控机106、IO控制盒107、显示器108和光源控制组件109。工控机106通过IO控制盒107与外部设备连通。工控机106上装设有POE网卡，工控机106通过POE网卡与工业相机104连接，工控机106向工业相机104提供电力并接收由工业相机104获得的影像数据。工控机106还与显示器108连接，显示器108用于显示当前监控状态，该监控状态包括显示当前工业相机104所监控的影像数据。光源控制组件109用于控制光源105的开关及亮度。

较佳地，外部设备包括报警装置110。工控机106能根据影像数据的变化通过 IO控制盒107来启动报警装置110工作。影像数据的变化表明了试验样件在监测点产生较大位移变化，通过报警方式提醒工作人员注意。更佳地，报警装置110 包括警报灯和蜂鸣器。警报灯能指示当前基于双目视觉测量的图像监控装置100 的工作状态，例如警报灯显示绿色，表明监控状态正常，若显示黄色，表示处于调试状态，若显示红色，则表明监控状态进入异常，试验样品表面疑似产生裂纹等情况发生。同时蜂鸣器鸣响，加强报警提示。

较佳地，控制柜102还包括UPS111。UPS111向工控机106、IO控制盒107、显示器108和光源控制组件109供电。UPS111提供稳定、不间断的电力供应，以防止持续测量过程中由于断电而引起的测量和监控中断。

较佳地，控制柜102还包括多个上下叠置的储物格。多个储物格用于存放工控机106、IO控制盒107、显示器108和光源控制组件109。其中，考虑到UPS111 和光源控制组件109的自身重量较重，将两者设置在控制柜102底部的储物格，保证整体重心平稳。工控机106和IO控制盒107设置在UPS111和光源控制组件109 的上方。为方便测试人员查看，显示器108设置在储物格的顶部。容易理解的，当试验样件疲劳监控试验完成后，可以将相机光源组件101的各部件拆卸后存放于储物格中，这样便于收纳且不容易丢失部件，方便下次使用。此外，可在控制柜 102的底部安装滑轮或控制柜102整体采用滑动小车结构，便于图像监控装置100 移动到试验场地，提高试验效率。

图2A是图1中的IO控制盒的结构示意图。图2B是图2A的俯视图。图2C是图2A的侧面示意图一。图2D是图2A的侧面示意图二。如图所示，IO控制盒107 包括24V稳压电源112、中间继电器113和输入输出模块114。其中，中间继电器 113分别与24V稳压电源112和输入输出模块114连接，中间继电器113向报警装置110供电。输入输出模块114与工控机106、工业相机104和报警装置110连接，输入输出模块114布置在IO控制盒107的两侧。参考图2和图3，输入输出模块 114包括在IO控制盒107的两侧分别设置的220v电源输入端口115和工控机连接插座116，以及24v和开关量输入输出的航空插头117。工控机106接收工业相机 104监控的试验样件的图像，并可以通过输入输出模块114发送指令到报警装置 110。

回转至图1，较佳地，控制柜102还可以包括一无线路由器(图未示)。该无线路由器可以作为一个无线访问节点建立起与工控机106连接的无线局域网。外部设备能通过该无线路由器来实现对工控机106的远程控制，进而通过工控机106来调整工业相机104的焦距或者其它参数的大小。作为举例而非限制，外部设备可以是手机或PAD。例如，可以直接通过手机接入该无线局域网，通过手机上的App软件来直接接管工控机106，调整工业相机104的焦距，即可在手机上获得可视的实际调整效果，还可以通过手机来设定其它关于影像记录的参数或比较设定参数。

图3是图1中的相机光源组件101的结构示意图。图4示出了本实用新型另一个实施例的相机光源组件101的结构示意图。图5示出了本实用新型另一个实施例的相机光源组件101的结构示意图。如图所示，相机光源组件101还包括横梁 118、连接板119和旋转滑台120。横梁118水平设置在支架103上，工业相机104 设置在旋转滑台120上，该旋转滑台120能围绕其垂直轴线旋转，并能带动工业相机104旋转一设定角度。容易理解的，测试人员可以通过该旋转滑台120来寻找工业相机104的最佳拍摄角度。旋转滑台120通过连接板119滑动设置在横梁118 上，连接板119能够在横梁118上移动，两个工业相机104通过各自的连接板119 可以在横梁118的长度方向上移动，藉以调整两者之间的距离，使两者相互间靠拢或分离。这两个工业相机104类似于模拟人的双目，以获得立体的视觉效果。通过连接板119在横梁118上的移动相当于调整双目之间的距离和位置，以获得更佳的视觉监控角度。

较佳地，支架103用于支撑横梁118，且支架103能控制横梁118升降。换言之，工业相机104高低位置的调整可通过该支架103实现。参考图3，支架103可以是万向支架。因为万向支座是常用于固定千分表的装置，通过万向支架能实现工业相机104自由度的全方位调整来满足不同监控位置的需要。图5中的支架103’为万向表架，便于实现墙壁安装，磁力安装等安装方式。

较佳地，相机光源组件101还包括光源固定板121，光源固定板121用于固定支撑光源105。支撑光源105通过光源固定板121固定设置在支架103上。

较佳地，参考图4，与图3的区别在于图4中的光源105’环绕设置在工业相机104的外围。具体来说，在每个工业相机104的外围周边形成一环绕形光源 105’，以对监控试验样品提供均匀光照。在调整旋转滑台120时，光源105’跟随工业相机104转动。与图3中的光源105结构相比，图4中的工业相机104在横梁118上的移动不会遮挡到光源105’，因此两个工业相机104之间的距离能够进一步缩短，以获得更自由的调整范围。

较佳地，外部设备可以是输入装置。该输入装置与IO控制盒107连接，输入装置用以向工控机106提供指令。输入装置可以是键盘和鼠标。显示器108用以显示工控机106记录的监控影像。显示器108可以是LCD、CRT或OLED，能实时显示由工业相机104记录的影像和/或测量值。

图6是图1中的工控机106的结构框图。如图所示，较佳地，工控机106包括监控模块122、图像识别模块123、比较模块124和存储模块125。存储模块125 用于保存所获得的图像数据。监控模块122用于控制工业相机104的采样时间间隔，图像识别模块123识别标记点的三维坐标值，并保存相应图像至存储模块125。比较模块124进行图像比较，当比较结果大于设定值，工控机106通过IO控制盒107 向外部设备发送报警指令。

图7示出了本实用新型的一个实施例的基于双目视觉测量的图像监控装置100的工作流程图。以下结合所有附图来描述本申请提供的一种基于双目视觉测量的图像监控装置100的整个工作过程。

1.将相机光源组件101放置在控制柜102旁边，将工业相机104通过网线连接到工控机106，将光源控制组件109连接光源105。工业相机104由网线经过POE 协议直接供电，光源105由光源105控制器直接供电。

2.在试验样品需要测量和监控的位置上粘贴与样件颜色不同的标记点。

3.调整相机光源组件101中支架103高度及其转动角度，以及旋转滑台120 在横梁118上的位置以及旋转滑台120的转动角度，保证需要测量的标记点同时处于两个工业相机104的视野范围内。

4.调整并设置测量及监控参数，开始测量和监控。程序工作流程如图7所示。

a)左右工业相机104分别采集图像。

b)识别标记点图像，获得左右工业相机104分别的平面像素坐标值。

c)根据工业相机104标定得到的相机内外参数，计算得到标记点的空间三维坐标值。

d)记录三维坐标值，并保存相关图像。

e)判断此三维坐标值是否在人工设定或者通过采集一个运行周期内标记点运动轨迹得到的三个方向的极限值内。如果未超出极限值则进行下一步判断，否则发出报警信号。

f)将此三维坐标值与前一周期内的同一时刻三维坐标值分别在XYZ三个方向坐标以及两坐标相对距离的大小上进行比较，当差值大于设定值时(相当于变化较大)发出报警型号，否则两个工业相机104继续采集图像。

如果发生报警情况，在显示器108显示，同时通过IO控制盒107给报警装置110或者外部设备发送相关信号。

本实用新型提供的一种基于双目视觉测量的图像监控装置100具有如下优点：

1.提高监控效率，降低工作人员工作强度，避免漏检。

2.方便调整工业相机的监控位置，便于调整焦距和亮度，以提供清晰图像。

3.准确记录监控区域内裂纹产生的时间地点，提供可追溯的相关图像资料。

4.提供报警信号，提示工作人员进行检查确认。

5.可远程控制工控机，方便操作。

6.相机光源组件拆装方便，便于存放。

本领域技术人员可显见，可对本实用新型的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，旨在使本实用新型覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本实用新型的修改和变型。

Claims (10)

1.一种基于双目视觉测量的图像监控装置，其特征在于，包括，

相机光源组件，包括支架及设置在所述支架上的工业相机和光源；

控制柜，包括工控机、IO控制盒、显示器和光源控制组件，所述工控机通过所述IO控制盒与外部设备连通，所述工控机与所述显示器连接，所述显示器用于显示监控状态，所述工控机与所述工业相机连接，所述工控机向所述工业相机提供电力并接收由所述工业相机获得的影像数据，所述光源控制组件用于控制所述光源的开关及亮度。

2.如权利要求1所述的图像监控装置，其特征在于，所述外部设备包括报警装置，所述工控机能根据所述影像数据的变化通过所述IO控制盒来启动所述报警装置工作。

3.如权利要求2所述的图像监控装置，其特征在于，所述报警装置包括警报灯和蜂鸣器，所述警报灯能指示当前所述图像监控装置的工作状态，在异常情况下，所述蜂鸣器鸣响。

4.如权利要求1所述的图像监控装置，其特征在于，所述控制柜还包括UPS，所述UPS向所述工控机、IO控制盒、显示器和光源控制组件供电。

5.如权利要求4所述的图像监控装置，其特征在于，所述控制柜还包括多个上下叠置的储物格，用于存放所述工控机、IO控制盒、显示器和光源控制组件，所述工控机和IO控制盒设置在所述UPS和光源控制组件的上方，所述显示器设置在所述储物格的顶部。

6.如权利要求1所述的图像监控装置，其特征在于，所述IO控制盒包括24V稳压电源、中间继电器和输入输出模块，所述中间继电器分别与所述24V稳压电源和输入输出模块连接，所述IO控制盒通过所述输入输出模块与所述工控机和外部设备连接。

7.如权利要求1所述的图像监控装置，其特征在于，所述相机光源组件还包括横梁、连接板和旋转滑台，所述横梁水平设置在所述支架上，所述工业相机设置在所述旋转滑台上，所述旋转滑台能围绕其垂直轴线旋转，并能带动所述工业相机旋转一设定角度，所述旋转滑台通过所述连接板滑动设置在所述横梁上，所述连接板能够在所述横梁上移动，两个所述工业相机通过所述连接板在所述横梁的长度方向调整两者之间的距离。

8.如权利要求7所述的图像监控装置，其特征在于，所述支架能控制所述横梁升降，所述支架为万向支架或万向表架。

9.如权利要求1所述的图像监控装置，其特征在于，所述光源环绕设置在所述工业相机的外围。

10.如权利要求1所述的图像监控装置，其特征在于，所述工控机包括监控模块、图像识别模块、比较模块和存储模块，所述监控模块用于控制所述工业相机的采样时间间隔，所述图像识别模块识别标记点的三维坐标值，并保存相应图像到存储模块，所述比较模块进行图像比较，当比较结果大于设定值，所述工控机通过所述IO控制盒向外部设备发送报警指令。

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