CN216599787U - 一种平面图像数据自动采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于平面图像数据采集装备领域，具体是指一种平面图像数据自动采集装置，包括摄像头、载物台、补光灯和控制器，其特征为，所述载物台上安装有转盘系统、驱动电机、行星轮系和位置感应器，转盘系统包括大转盘和安装在大转盘盘面上的若干小转盘，小转盘在同一半径圆周上均匀部署，行星轮系安装在转盘系统下方，行星轮系将驱动电机动能传输给转盘系统，小转盘围绕大转盘中心转动并自转，小转盘的自转周期大于公转周期，驱动电机和位置感应器均与控制器电连接，该采集装置能够克服了人工操作带来的抖动误差，采集的图像数据质量高，节约了数据采集时间。
Description
技术领域
本实用新型属于平面图像数据采集装备领域，具体是指一种平面图像数据自动采集装置。
背景技术
机器学习样本需要采集大量数据，用于分类任务的平面图像数据集，是由多组相同类别物体的图片组成。同组别的图像数据涉及到旋转角度，色温，亮度，清晰度的不同。现有的平面图像数据采集装置，受人为干预的影响，旋转角度每次不尽相同，支架抖动干扰大，清晰度没有明确的表达，而且采集时间周期长，耗费人力，时间成本过高。
实用新型内容
本实用新型的的目的在于提供一种节省人力、旋转角度精确、照相效果好的平面图像数据自动采集装置。
实现上述目的技术方案包括如下内容。
一种平面图像数据自动采集装置，包括摄像头、载物台、补光灯和控制器，摄像头和补光灯均与控制器电连接，摄像头和补光灯安装在载物台的上方，其特征为，所述载物台上安装有转盘系统、驱动电机、行星轮系和位置感应器，转盘系统包括大转盘和安装在大转盘盘面上的若干小转盘，小转盘在同一半径圆周上均匀部署，行星轮系安装在转盘系统下方，行星轮系包括一级轮系和二级轮系，一级轮系包括一级中心轮、一级行星架、安装在一级行星架上的一级惰轮、一级行星齿轮和一级内齿圈，一级中心轮通过一级惰轮与一级行星齿轮相连，一级行星齿轮与一级内齿圈相连，一级行星架与大转盘固定相连，一级内齿圈与载物台固定相连，二级轮系包括二级中心轮、二级行星齿轮和二级内齿圈，二级中心轮与一级行星齿轮同轴且固定相连，二级中心轮与二级行星齿轮相连，二级内齿圈与二级行星齿轮相连，二级内齿圈与小转盘固定相连，小转盘的自转周期大于公转周期，驱动电机通过传动机构与行星轮系的一级中心轮相连，驱动电机和位置感应器均与控制器电连接，工作时，位置感应器感应小转盘的公转位置，小转盘公转到摄像头正下方时，控制器控制摄像头对小转盘上的物品进行拍摄图像，补光灯根据控制器指令转变色温、亮度。
进一步，位置感应器包括光电开关和感应缺口，光电开关安装载物台上并对正大转盘的边沿，所述大转盘的边沿在周向上均匀设有若干感应缺口，感应缺口数量与小转盘数量相同，感应缺口位置与小转盘位置一一对应，工作时，光电开关每检测到一个感应缺口，同时摄像头对正一个小转盘。
进一步，所述大转盘上设有3个小转盘，合适数量的小转盘可以减小装置结构的复杂性。
进一步，小转盘的自转周期和公转周期之比为3:1。
进一步，所述大转盘直径为 220 -300mm。
进一步，所述小转盘直径为 110-150mm。
进一步，所述驱动电机为步进电机。
上述平面图像数据自动采集装置使用时，在小转盘上放置同一类别的样品， 启动驱动电机，行星轮系带动转盘系统转动，具体来说，一级中心轮转动，一级惰轮传动给一级行星齿轮，一级行星齿轮在一级内齿圈上滚动，带动一级行星架转动，大转盘转动（实现大转盘上的各小转盘公转），同时，二级中心轮和一级行星齿轮同步转动，二级行星齿轮转动，二级内齿圈转动，小转盘自转，在驱动电机作用下，各小转盘围绕大转盘中心公转的同时也进行自转，当小转盘到达摄像头正下方时，控制器收到位置传感器信号，控制器暂停驱动电机，转盘系统停止转动，控制器指令摄像头拍照，同时指令补光灯发出各种光，该角度拍摄完毕，控制器指令驱动电机运转，转盘系统恢复转动，当下一个相邻的小转盘到达摄像头正下方时，其上的样品已经自转了一个角度，控制器收到位置传感器信号，控制器暂停驱动电机，转盘系统停止转动，控制器指令摄像头拍照，同时指令补光灯发出各种光，该角度下拍摄完毕，转盘系统恢复转动，摄像头拍摄下一个角度的样品图像……，依次类推，大转盘转动一周（实施例中大轮盘转三周，小轮盘转一周，采集9张不同角度的图片，为一个周期），摄像头对同一类别样品在平面内的多个角度拍照，进行图像数据采集。该平面图像数据自动采集装置能够实现多个同组平面物体进行平面内多角度划分拍照；实现了平面物体在不同光线颜色，不同光照强度拍照；实现了平面物体在不同焦距和清晰度拍照；遍历了一种样本在平面数据集中的尽可能出现的情况，从而快捷获得了大量的数据样本，极大提高了数据采集速度，采用控制器对样品在平面内角度转换进行自动控制，代替人工旋转样本，采用行星轮系传动，保证了小转盘稳定的自转和公转比，角度控制精度高，提高了数据采集效率，缩短数据采集时间。
附图说明
图1为本实用新型实施例结构示意图；
图2为本实用新型实施例步进电机与行星轮系连接示意图；
图3为本实用新型实施例的电信号传输示意图。
图中，1.摄像头；2.补光灯；3.支臂；4.光电开关；5.载物台；6.感应缺口；7.大转盘；8.小转盘；9.步进电机；10.行星轮系；10-1.一级内齿圈；10-2.一级行星架；10-3.二级内齿圈；10-4.一级行星齿轮；10-5.二级行星齿轮；11.控制器。黑色箭头为电信号传输方向。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型进行具体的说明。
参见图1至图3，一种平面图像数据自动采集装置，包括摄像头1、载物台5、补光灯2和控制器11，摄像头1和补光灯2均与控制器11电连接，摄像头1和补光灯2安装在载物台5一侧的竖向支臂3的顶端，载物台5上安装有转盘系统、驱动电机、行星轮系10和位置感应器，转盘系统包括大转盘7和3个小转盘8，大转盘7安装在载物台5中部，小转盘8安装在大转盘7的顶面并在同一半径圆周上均匀部署，行星轮系10安装在转盘系统下方，本实施例中，行星轮系10包括一级轮系和二级轮系，一级轮系包括一级中心轮、一级行星架10-2、安装在一级行星架10-2上的一级惰轮、3个一级行星齿轮10-4，一级内齿圈10-1，一级中心轮通过一级惰轮与一级行星齿轮10-4相连，一级行星齿轮10-4与一级内齿圈10-1相连，一级行星架10-2与大转盘7固定相连，一级内齿圈10-1与载物台5固定相连，二级轮系包括3个二级中心轮；二级行星齿轮10-5和二级内齿圈10-3，3个二级中心轮分别与3个一级行星齿轮10-4同轴且固定相连，二级中心轮与二级行星齿轮10-5相连，二级内齿圈10-3与二级行星齿轮10-5相连，二级内齿圈10-3与小转盘8固定相连，小转盘8的自转周期与公转周期之比为3:1，位置感应器包括光电开关4和感应缺口6，光电开关4安装在载物台5的竖向支臂3底部，其对正大转盘7的边沿，大转盘7的边沿在周向上均匀设有3个感应缺口6，感应缺口6位置与小转盘8位置一一对应，驱动电机为步进电机9，步进电机9安装在大转盘7旁边，其通过椎齿轮传动机构与行星轮系10的输入端相连，步进电机9和光电开关均与控制器11电连接，工作时，光电开关4每检测到一个感应缺口6，摄像头1刚好对正一个小转盘8，控制器11控制摄像头1对小转盘8上的物品进行拍摄图像，补光灯2根据控制器11指令转变色温、亮度，控制器11也可控制摄像头1变换焦距进行拍照采集数据；
本实施例大转盘7直径为250mm；
本实施例小转盘8直径为150mm。
本实施例中，上述平面图像数据自动采集装置能够在载物台上一次放置3个同类别物体（每个小转盘各放置一个），每次小转盘8对应的感应缺口6通过光电开关4，控制器指令转盘系统停止转动，摄像头1对正下方的物体拍照采集图像数据，大转盘7周转一圈，摄像头1可对物体拍摄3个角度的图像，大转盘7周转三圈，摄像头1可对物体拍摄9个角度的图像，控制器11可以调控摄像头1放大倍数，补光灯2的光照条件，从而获得不同色温、亮度和清晰度的图像数据，通过控制器11，控制采集对象旋转，有效克服了人工操作带来的抖动误差，采集的图像数据质量高，节约了数据采集时间。
Claims (7)
1.一种平面图像数据自动采集装置，包括摄像头、载物台、补光灯和控制器，摄像头和补光灯均与控制器电连接，摄像头和补光灯安装在载物台的上方，其特征为，所述载物台上安装有转盘系统、驱动电机、行星轮系和位置感应器，转盘系统包括大转盘和安装在大转盘盘面上的若干小转盘，小转盘在同一半径圆周上均匀部署，行星轮系安装在转盘系统下方，行星轮系包括一级轮系和二级轮系，一级轮系包括一级中心轮、一级行星架、安装在一级行星架上的一级惰轮、一级行星齿轮和一级内齿圈，一级中心轮通过一级惰轮与一级行星齿轮相连，一级行星齿轮与一级内齿圈相连，一级行星架与大转盘固定相连，一级内齿圈与载物台固定相连，二级轮系包括二级中心轮、二级行星齿轮和二级内齿圈，二级中心轮与一级行星齿轮同轴且固定相连，二级中心轮与二级行星齿轮相连，二级内齿圈与二级行星齿轮相连，二级内齿圈与小转盘固定相连，小转盘的自转周期大于公转周期，驱动电机通过传动机构与行星轮系的一级中心轮相连，驱动电机和位置感应器均与控制器电连接，工作时，位置感应器感应小转盘的公转位置，小转盘公转到摄像头正下方时，控制器控制摄像头对小转盘上的物品进行拍摄图像，补光灯根据控制器指令转变色温、亮度。
2.根据权利要求1所述的平面图像数据自动采集装置，其特征为，位置感应器包括光电开关和感应缺口，光电开关安装载物台上并对正大转盘的边沿，所述大转盘的边沿在周向上均匀设有若干感应缺口，感应缺口数量与小转盘数量相同，感应缺口位置与小转盘位置一一对应，工作时，光电开关每检测到一个感应缺口，同时摄像头对正一个小转盘。
3.根据权利要求1或2所述的平面图像数据自动采集装置，其特征为，所述大转盘上设有3个小转盘。
4.根据权利要求3所述的平面图像数据自动采集装置，其特征为，所述小转盘的自转周期和公转周期之比为3:1。
5. 根据权利要求1或2所述的平面图像数据自动采集装置，其特征为，所述大转盘直径为 220-300mm。
6. 根据权利要求5所述的平面图像数据自动采集装置，其特征为，所述小转盘直径为110-150mm。
7.根据权利要求1或2所述的平面图像数据自动采集装置，其特征为，所述驱动电机为步进电机。
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