CN218416508U - 一种视觉模组及视觉模组校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种视觉模组及视觉模组校准装置，视觉模组包括固定架、设于所述固定架上的第一、第二调节结构、设于第一调节结构上的相机及设于第二调节结构上的激光发射器；第一调节结构用于调节相机的位置和角度；第二调节结构用于调节激光发射器的位置和角度。视觉模组校准装置包括校准平台、转盘校准器和视觉模组；转盘校准器用于对相机、激光发射器的角度及位置进行校准、以使相机的光学中心与激光发射器的光学中心平行且位置距离为H。本实用新型利用校准后的位置距离H及激光中心可快速找准相机中心与待测产品中心的对应位置，便于在视觉引导、视觉识别系统中快速搭建以及调试。

Description

一种视觉模组及视觉模组校准装置

技术领域

本实用新型涉及视觉检测技术领域，尤其涉及一种视觉模组及视觉模组校准装置。

背景技术

工业相机广泛应用于机器视觉、工业测试等检测领域,为了确保光学检测的精确度，往往需要在使用前，对工业相机进行检测及校准，以确保相机的光学中心与准待测元件的理论光学中心重合，例如透镜的装配偏移检测等；但是，实际生产过程中，工业相机的中心位置是无形不可观测的，无法快速获得与待测产品中心的对应位置，不便于在视觉引导、视觉识别系统中快速搭建以及调试。

实用新型内容

旨在克服上述现有技术中存在的至少之一处不足，本实用新型提供了一种视觉模组；将无形的相机光学中心实体化，转化为了可观测的激光中心，可快速精准确定相机中心与待测产品中心的对应位置，便于在视觉引导、视觉识别系统中快速搭建以及调试。

作为同一个技术构思，本实用新型还提供了一种视觉模组调试装置，可在使用前对视觉模组进行精确校准，便于在实际应用中，快速精准确定相机中心与待测产品中心的对应位置。

为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型实施例提供了一种视觉模组，包括固定架、设置于所述固定架上的第一调节结构和第二调节结构、设置于所述第一调节结构上的相机及设置于所述第二调节结构上的激光发射器；

所述第一调节结构用于调节所述相机的位置和角度；所述第二调节结构用于调节所述激光发射器的位置和角度。

进一步，所述第一调节结构和所述第二调节结构均为多轴运动控制平台。

本实用新型实施例还提供了一种视觉模组校准装置，包括校准平台和两个间隔设置于所述校准平台上的支撑座，两个所述支撑座相对的两个侧壁上分别设置有转盘校准器和上述的视觉模组；所述转盘校准器用于对所述相机、所述激光发射器的角度及位置进行校准、以使所述相机的光学中心与所述激光发射器的光学中心平行且位置距离为H。

进一步，所述激光校准座的转动轴线与所述相机校准盘的中心线重合；

所述相机校准盘的中心设有相机对心十字线，所述相机校准盘上沿周向间隔设有多个相机校准图样；

所述激光校准座上沿所述转动轴线周向间隔设有多个激光反射镜，且多个所述激光反射镜均位于所述相机校准盘的外周侧；所述激光反射镜的中心与所述相机对心十字线的中心之间的距离为H。

进一步，所述激光反射镜包括本体，所述本体的中心设有供所述激光发射器发射的激光穿过的贯通孔，

进一步，所述相机校准图样等间隔设有四个。

进一步，所述相机校准盘上设有与所述支撑座固定连接的固定轴，

所述激光校准座为圆盘结构，所述激光校准座与所述相机校准盘和所述支撑座之间的所述固定轴转动连接。

进一步，所述相机校准盘的周壁上设有环形滑轨；所述激光校准座为环状结构，所述激光校准座的外周壁上凹设有与所述环形滑轨滑动配合的环形滑槽。

进一步，所述相机校准盘的周壁上设有环形滑槽；所述激光校准座为环状结构，所述激光校准座的外周壁上凸设有与所述环形滑槽滑动配合的环形滑轨。

进一步，所述支撑座上设有环形滑槽和环形滑轨两者之中的一个，所述激光校准座上设有所述环形滑槽和所述环形滑轨两者之中的另一个；

所述激光校准座的中心设有避让孔，所述支撑座上的连接部穿过所述避让孔与所述相机校准盘固定连接。

由于采用了上述技术方案，取得的有益效果如下：

本实用新型中的视觉模组，包括固定架、设置于所述固定架上的第一调节结构和第二调节结构、设置于所述第一调节结构上的相机及设置于第二调节结构上的激光发射器；第一调节结构用于调节相机的位置和角度；第二调节结构用于调节激光发射器的位置和角度。视觉模组校准装置，包括校准平台和两个间隔设置于校准平台上的支撑座，两个支撑座相对的两个侧壁上分别设置有转盘校准器和上述的视觉模组；转盘校准器用于对相机、激光发射器的角度及位置进行校准、以使相机的光学中心与激光发射器的光学中心平行且位置距离为H。

本实用新型的视觉模组将无形的相机光学中心实体化，转化为了可观测的激光中心，利用经视觉模组校准装置校准后的位置距离H以及激光中心可快速找准相机中心与待测产品中心的对应位置，便于在视觉引导、视觉识别系统中快速搭建以及调试。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型视觉模组的结构示意图；

图2是本实用新型视觉模组校准装置的结构示意图；

图3是图2中转盘校准器的结构示意图；

图4是转盘校准器与支撑座的第一种安装结构示意图；

图5是转盘校准器与支撑座的第二种安装结构示意图；

图6是转盘校准器与支撑座的第三种安装结构示意图；

图中：1-视觉模组，11-固定架，12-第一六轴运动控制平台，13-第二六轴运动控制平台，14-激光发射器，15-相机，2-校准平台，21-支撑座，22-固定轴，23-轴承，3-转盘校准器，31-相机校准盘，311-相机对心十字线，312-相机校准图样，32-激光校准座，321-激光反射镜，322-贯通孔，323-避让孔，4-环形滑轨。

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。

由图1所示，本实用新型一些实施例公开了一种视觉模组1，包括固定架11、设置于固定架11上的第一调节结构和第二调节结构、设置于第一调节结构上的相机15及设置于第二调节结构上的激光发射器14；第一调节结构至少用于在校准时调节相机15的位置和角度；第二调节结构至少用于校准时调节激光发射器14的位置和角度。

一些实施例中，第一调节结构和第二调节结构均为多轴运动控制平台。一具体实施例中，第一调节结构和第二调节结构为三轴以上的多轴运动控制平台。图1所示的一具体实施例中，第一调节结构为第一六轴运动控制平台12，第二调节结构为第二六轴运动控制平台13；如此设置，可实现相机15、激光发射器14的水平运动、垂直运动、俯仰运动、旋转运动、偏摆运动等。

由图2和图3共同所示，本实用新型另一些实施例公开了一种视觉模组校准装置，包括校准平台2和两个间隔设置于校准平台2上的支撑座21，两个支撑座21相对的两个侧壁上分别设置有转盘校准器和上述任一实施例所公开的视觉模组1；转盘校准器3用于对相机15、激光发射器14的角度及位置进行校准、以使相机15的光学中心与激光发射器14的光学中心平行且位置距离为H。

实用应用中，校准平台2与支撑座21可选为一体成型结构。

具体应用时，第一调节结构、第二调节结构、相机15和激光发射器14均与控制系统电连接，其动作受控于控制系统。

一具体实施例中，转盘校准器3包括固定在支撑座21上的相机校准盘31和可相对相机校准盘31转动安装的激光校准座32(即，激光校准座32转动安装在支撑座21上，或转动安装在相机校准盘31的外周壁，只要能相对相机校准盘31转动的任何安装方式均可)，激光校准座32的转动轴线与相机校准盘31的中心线重合；相机校准盘31的中心设有用于对相机15进行位置校准的相机对心十字线311，相机校准盘31上沿周向间隔设有多个用于对相机15角度进行调节的相机校准图样312；激光校准座32上沿转动轴线周向间隔设有多个激光反射镜321，且多个激光反射镜321均位于相机校准盘31的外周侧；激光反射镜321的中心与相机对心十字线311的中心之间的距离为H。

其中，激光反射镜321包括贴装或嵌装在支撑座21上的本体，本体的中心设有供激光发射器14发射的激光穿过的贯通孔322(贯穿支撑座21)。

一具体实施例中，相机校准图样312等间隔设有四个。四个相机校准图样312设置方向均为水平设置，参见图3。

下面对相机校准盘31和激光校准座32的相对转动安装方式进行举例说明：

由图4所示的一具体实施例中，相机校准盘31的周壁上设有环形滑槽；激光校准座32为环状结构，激光校准座32的外周壁上凸设有与环形滑槽滑动配合的环形滑轨4。另一具体实施例中(图中未示出)，相机校准盘31的周壁上设环形滑轨；激光校准座32为环状结构，所述激光校准座32的外周壁上凹设有与环形滑轨滑动配合的环形滑槽。

由图5所示的一具体实施例中，相机校准盘31上设有与支撑座21固定连接的固定轴22，激光校准座32为圆盘结构，激光校准座32与相机校准盘31和支撑座21之间的固定轴22借助轴承23转动连接。

由图6所示的一具体实施例中，支撑座21上设有环形滑轨4，激光校准座32上设有环形滑槽；激光校准座32的中心设有避让孔323，支撑座21上的连接部穿过避让孔323与相机校准盘31固定连接。还有另一实施例中，环形滑轨4设置于激光校准座32上，环形滑槽设置于支撑座21。

除此之外，相机校准盘31和激光校准座32的相对转动安装方式还有其它形式，在此不一一列举。

下面基于上述结构对视觉模组1的安装及校准过程进行简要阐述：

首先，将相机15、激光发射器14对应安装在第一六轴运动控制平台12和第二六轴运动控制平台13，随后将第一六轴运动控制平台12和第二六轴运动控制平台13安装在固定架11上形成视觉模组1(可优选第一六轴运动控制平台12和第二六轴运动控制平台13竖向间隔排布)。

然后，在校准平台2的相应支撑座21上安装视觉模组1和转盘校准器3。

安装到位后，开始相机15位置和角度的校准；如图2和图3所示，相机15拍摄相机校准盘31中四个相机校准图样312，通过分析相机15获取的四个相机校准图样312的清晰度，控制系统控制第一六轴运动控制平台12调整相机15的倾斜角度，使得获取的多个相机校准图样312的清晰度一致，角度调整结束。随后控制系统控制第一六轴运动控制平台12调整相机15的中心位置，直至与相机对心十字线311重合，相机15位置调整结束

开始激光发射器14位置和角度的校准；如图2和图3所示，激光发射器14发射光束至相机校准盘31外周的激光校准座32的区域，旋转激光校准座32，控制系统控制第二六轴运动控制平台13调整激光发射器14的倾斜角度(即激光发射角度)发射角度，直至发射的激光光束与激光校准座32中每个激光反射镜321返回的光束重合，角度调整结束；随后控制系统控制第二六轴运动控制平台13继续平移调整激光发射器14的位置，旋转激光校准座32，直至激光发射器14发射的光束射入每个激光反射镜321中心的贯通孔322内，激光发射器位置调整结束14。

通过激光发射器14及相机15中心校准后，便可获得相机15中心与激光发射器14中心平行且位置距离为H的位置关系；此时可以拆校准好的视觉模组1固定于视觉引导、视觉识别等相关设备上。上述校准后的视觉模组1在实际应用中，可通过激光中心位置以及校准的位置距离H快速获得相机15的中心位置，便于自动化线体，视觉设备的快速搭建及调试。

本说明书中各个实施例采用递进或并列的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

综上所述，本实用新型的视觉模组将无形的相机光学中心实体化，转化为了可观测的激光中心，利用经视觉模组校准装置校准后的位置距离H以及激光中心可快速找准相机中心与待测产品中心的对应位置，便于在视觉引导、视觉识别系统中快速搭建以及调试。

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 (10)

1.一种视觉模组，其特征在于，包括固定架、设置于所述固定架上的第一调节结构和第二调节结构、设置于所述第一调节结构上的相机及设置于所述第二调节结构上的激光发射器；

所述第一调节结构用于调节所述相机的位置和角度；所述第二调节结构用于调节所述激光发射器的位置和角度。

2.根据权利要求1所述的视觉模组，其特征在于，所述第一调节结构和所述第二调节结构均为多轴运动控制平台。

3.一种视觉模组校准装置，其特征在于，包括校准平台和两个间隔设置于所述校准平台上的支撑座，两个所述支撑座相对的两个侧壁上分别设置有转盘校准器和权利要求1或2所述的视觉模组；所述转盘校准器用于对所述相机、所述激光发射器的角度及位置进行校准、以使所述相机的光学中心与所述激光发射器的光学中心平行且位置距离为H。

4.根据权利要求3所述的视觉模组校准装置，其特征在于，所述转盘校准器包括固定在所述支撑座上的相机校准盘和可相对所述相机校准盘转动安装的激光校准座，所述激光校准座的转动轴线与所述相机校准盘的中心线重合；

所述相机校准盘的中心设有相机对心十字线，所述相机校准盘上沿周向间隔设有多个相机校准图样；

所述激光校准座上沿所述转动轴线周向间隔设有多个激光反射镜，且多个所述激光反射镜均位于所述相机校准盘的外周侧；所述激光反射镜的中心与所述相机对心十字线的中心之间的距离为H。

5.根据权利要求4所述的视觉模组校准装置，其特征在于，所述激光反射镜包括本体，所述本体的中心设有供所述激光发射器发射的激光穿过的贯通孔。

6.根据权利要求4所述的视觉模组校准装置，其特征在于，所述相机校准图样等间隔设有四个。

7.根据权利要求4至6任一项所述的视觉模组校准装置，其特征在于，所述相机校准盘上设有与所述支撑座固定连接的固定轴，所述激光校准座为圆盘结构，所述激光校准座与所述相机校准盘和所述支撑座之间的所述固定轴转动连接。

8.根据权利要求4至6任一项所述的视觉模组校准装置，其特征在于，所述相机校准盘的周壁上设有环形滑轨；所述激光校准座为环状结构，所述激光校准座的外周壁上凹设有与所述环形滑轨滑动配合的环形滑槽。

9.根据权利要求4至6任一项所述的视觉模组校准装置，其特征在于，所述相机校准盘的周壁上设有环形滑槽；所述激光校准座为环状结构，所述激光校准座的外周壁上凸设有与所述环形滑槽滑动配合的环形滑轨。

10.根据权利要求4至6任一项所述的视觉模组校准装置，其特征在于，所述支撑座上设有环形滑槽和环形滑轨两者之中的一个，所述激光校准座上设有所述环形滑槽和所述环形滑轨两者之中的另一个；

所述激光校准座的中心设有避让孔，所述支撑座上的连接部穿过所述避让孔与所述相机校准盘固定连接。

Images