[發明專利]一種非接觸物體尺寸形態測量裝置

在審

• 申請號: 202011206557.2
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112129226A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 袁臣虎;孫志偉
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種非接觸物體尺寸形態測量裝置，包括攝像頭及角度控制模塊、樹莓派4、單片機最小系統、激光測距模塊組成。樹莓派獲取并識別攝像頭采集的各種圖像信息，進行預處理并通過串口傳回物體的位置、形狀等信息，激光測距模塊通過串口傳回距離信息，運用擬合算法，利用傳回的數據得到觀測物體的實際形態、尺寸信息。所述角度控制模塊是由舵機組成二維云臺，單片機分析接收到的信息控制舵機轉動可實現對目標的鎖定。通過人機交互界面控制攝像頭識別和數據記錄、分析，通過顯示屏展示測量數據。本發明可以識別物體位置和形狀信息，識別過程簡單且測量結果精確，實現物體測量自動化，節省人力，值得推廣。

技術領域

本發明屬于機器視覺測量技術領域，涉及一種非接觸物體尺寸形態測量裝置。

背景技術

目前測量物體的長度，需要用量具在物體上進行實地測量，一些被測量物體在高處，或者在遠處難以靠近，要測量他們的外形尺寸比較困難。比如研究各種動植物時，有時需要把動物捕捉來，或者把植物采集來，然后進行長度等數據的測量，這樣會對動植物造成一定的傷害，還有些植物在人不易進入的地方，比如荷花生長在水里，我們很難去采集，觀賞珍貴文物時，是不允許直接觸碰的，我們也無法測量文物的尺寸數據。

發明內容

本發明針對現有技術的不足提出一種非接觸物體尺寸形態測量裝置，通過攝像頭及樹莓派模塊獲取觀測物體的像素信息，激光測距模塊獲取距離信息，運用擬合算法推算出觀測物體的真實尺寸。

本發明電路技術方案為：一種非接觸物體尺寸形態測量裝置，包括攝像頭及角度控制模塊、樹莓派4、單片機最小系統、激光測距模塊組成。樹莓派獲取并識別攝像頭采集的各種圖像信息，進行預處理并通過串口傳回物體的位置、形狀等信息，激光測距模塊通過串口傳回距離信息，運用擬合算法，利用傳回的數據得到觀測物體的實際形態、尺寸信息。所述角度控制模塊是由舵機組成二維云臺，單片機分析接收到的信息控制舵機轉動可實現對目標的鎖定。通過人機交互界面控制攝像頭識別和數據記錄，通過圖像顯示界面展示測量數據。

進一步地，所述單片機最小系統是由STM32F103CET6為控制核心，與樹莓派串口通信，獲取圖形數據信息并進行分析，與激光測距模塊串口通信獲取距離信息，連接屏幕和鍵盤作為顯示和輸入，控制舵機轉動實現掃描圖形和將激光移動到幾何中心點。

進一步地，所述攝像頭及角度控制模塊是由舵機組成的二維云臺固定攝像頭，兩個自由度的云臺可實現水平和垂直轉動，云臺上部固定攝像頭和激光測距模塊。

進一步地，所述樹莓派4與攝像頭通過USB端口連接，樹莓派4安裝有OpenCV對攝像頭采集的圖像進行預處理，處理后的數據通過串口傳給單片機系統。

進一步地，所述激光測距模塊選用摩天MyAntenna激光測距模塊，是一種高精度工業紅紅外線測距傳感器激光模組，將距離信息通過串口傳給單片機系統。

附圖說明

圖1為本發明的正面結構示意圖；

圖2為本發明的背面結構示意圖；

圖3為本發明的電路連接結構示意圖；

圖中：1、二維云臺；2、攝像頭；3、激光測距模塊；4、電路主體外殼；5、電池上電按鈕；6、降壓模塊上電按鈕；7、充電寶上電按鈕；8、舵機運動控制按鈕；9、數據處理按鈕； 10、OLED屏幕。

具體實施方式

為使本發明的工作流程、技術方案更加清晰明了，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。