[實用新型]一種工業(yè)測量專用機器視覺系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420071923.1
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN203704867U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 驪松·劉
• 申請（專利權）人: 南京蒙渡電子科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24;G01N21/88;G01C11/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 陳偉勇

技術領域

本實用新型涉及機器視覺精密檢測裝置技術領域，具體地說，是一種工業(yè)測量專用機器視覺系統(tǒng)。

背景技術

機器視覺系統(tǒng)即智能相機是利用機器代替人眼來做各種測量和判斷，在目前工業(yè)領域中有較廣泛的應用，包括汽車零部件尺寸和外觀形狀檢測、電子零部件尺寸和外觀檢測、線路板和半導體晶圓缺陷和尺寸檢測、金屬緊固件和塑膠件外觀形狀和尺寸檢測等。由于職能相對單一，是專門為了解決一個或非常有限的幾個問題而設計，使用時用戶無需編程、無需二次開發(fā)，只需操作按鍵，因此使用簡單，廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)線上零部件的測量或檢測。

但是現(xiàn)有的機器視覺系統(tǒng)也存在不足之處。其一，就是在一些應用中相機安裝角度不當，相機和待檢測物體表面不垂直，系統(tǒng)沒有提供簡便的工具來檢驗和校準相機安裝角度以幫助相機正確安裝，進而保障相機拍攝方向和被檢測物體表面垂直。設計較復雜的機器視覺系統(tǒng)可在被測物體一側(cè)放置鏡面，相機從鏡面上拍攝相機本身或其上某一標識，以檢驗相機安裝角度，但這樣的系統(tǒng)輔件增加了成本，調(diào)試過程相對復雜，沒有統(tǒng)一的標準，比較依賴人工操作，在實際生產(chǎn)環(huán)境中重復性較差，測量質(zhì)量不能完全保障。

其二，在測量工件尺寸時往往需要有已知標準尺寸的物體作為參考，來做尺寸校準，目前機器視覺領域里常見的使用印有圖案的標準尺寸模板的方法，在實際生產(chǎn)應用中由于環(huán)境的影響具有以下缺陷：（1）工作空間不足以放置標準尺寸模板，（2）被測物體有多種，各自的相機工作距離不同，（3）操作人員沒有受過相關訓練，不足以完成相對比較復雜的校準操作等，使得測量尺寸校準操作困難，質(zhì)量難以保障。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術中的不足，提供一種工業(yè)測量專用機器視覺系統(tǒng)，其設有相機角度校準配件和測量尺寸校準配件，測量精度高，使用簡便，性能可靠。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案是：

一種工業(yè)測量專用機器視覺系統(tǒng)，包括工業(yè)用計算機、工業(yè)用數(shù)字相機、系統(tǒng)照明光源，還包括系統(tǒng)測量校準配件，所述的系統(tǒng)測量校準配件包括相機角度校準配件和測量尺寸校準配件；

所述的計算機為無風扇防塵式工控機，電連接觸摸式顯示屏；計算機上有CPU、內(nèi)存、硬盤等基本部件，還包括USB、TCP/IP、串口RS232、RS485、以及多種PLC通訊接口，通過通訊方式接到外部命令，采集圖像，分析圖像如測量物體尺寸、位置等，獲得結果并以通訊的方式將結果傳回或傳出；顯示屏在系統(tǒng)維護、校準、制定工作方案時使用，在正常工作時往往不需要顯示屏；

所述的相機前置光學鏡頭，相機固定安裝于適配板上，適配板活動安裝于機械運動平臺上，相機電連接所述的計算機；相機根據(jù)應用不同，可以是不同的CCD、CMOS數(shù)字相機，有不同的分辨率、幀速等，有標準接口如USB、GigE、IEEE?1394等；光學鏡頭可以是顯微、廣角、遠心等類型，光學鏡頭和相機間有標準接口，如CS接口、C接口，易于更換；

????所述的系統(tǒng)照明光源采用正面照明方式或背光照明方式，根據(jù)應用不同，可以使用不同的光源材料，如LED發(fā)光體；

所述的相機角度校準配件包括多塊厚度不同的且開設有標準圓形通孔的校準板，不同校準板的圓形通孔的孔徑與孔深比例不同，決定了測量所需精度；

????所述的測量尺寸校準配件設有剛性校準板或透明薄膜樣板，剛性校準板或透明薄膜樣板上設有已知長度且相互垂直的線段。

進一步地，所述的相機前置的光學鏡頭設有濾波片和/或偏振片。

進一步地，所述的相機設有多個，均電連接至所述的計算機，以便進行同時測量或立體測量，計算機可連接并支持多臺相機工作。

進一步地，所述的相機角度校準配件的校準板為不透明的或半透明的，在有些應用中，校準相機角度時還關心相機視場中心的位置，半透明材料制成的校準板可以讓相機在拍到圓形通孔位置時拍攝到校準板后面的物體。

進一步地，所述的剛性校準板或透明薄膜樣板上的線段組成的圖案為十字形或矩形或L形。

進一步地，所述的矩形為正方形。

進一步地，所述的透明薄膜樣板帶有能使樣板貼在被測工件表面的反膠。由于透明薄膜樣板可直接貼在被測工件表面，相比剛性校準板具有更高的精度和實用性，且材料成本更低廉。

進一步地，所述的測量尺寸校準配件設有多塊厚度不同的剛性校準板，方便選擇以便校準時的相機工作距離和實際測量時的相機工作距離更接近，減小誤差。

進一步地，所述的機械運動平臺帶動相機在同一平面上兩相互垂直的方向運動，調(diào)整相機的拍攝位置。