專利名稱：一種多面成像測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)器視覺系統(tǒng)中一種用于待測物件正面及其側(cè)面的一次成像技術(shù)，具體涉及一種采用圓錐形內(nèi)側(cè)反光鏡將待測物件側(cè)面全景反射，實(shí)現(xiàn)單臺相機(jī)對待測物件正面及其側(cè)面一次成像。
背景技術(shù)：
機(jī)器視覺系統(tǒng)(圖像處理系統(tǒng))具有高速、不疲勞、靈活特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。通過機(jī)器視覺的圖像攝取裝置，如CMOS相機(jī)或CXD相機(jī))將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布、亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號； 圖像處理系統(tǒng)通過各種運(yùn)算對圖像信號抽取目標(biāo)特征，如面積、數(shù)量、位置、長度等要素。然后，根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個數(shù)、合格/不合格、有/ 無等，實(shí)現(xiàn)自動判別功能，控制設(shè)備的操作。機(jī)器視覺是用機(jī)器代替人工作出判斷或測量?，F(xiàn)有技術(shù)中，中國實(shí)用新型專利提供了一種“多角度圖像拍攝的自動檢測系統(tǒng)” (CN201438179U)，由拍攝裝置、動力裝置以及傳動裝置組成，拍攝裝置包括一正上方相機(jī)及其正上方相機(jī)固定機(jī)座，以及側(cè)面相機(jī)及其側(cè)面相機(jī)固定盤；步進(jìn)馬達(dá)和一組同步輪、同步輪皮帶和側(cè)面相機(jī)固定盤旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)組成動力和傳動裝置。拍攝時，一個相機(jī)在被測物件正上方拍攝，另一個相機(jī)被測物件側(cè)面進(jìn)行拍攝。正上方相機(jī)為固定拍攝方式，側(cè)面相機(jī)采用步進(jìn)馬達(dá)和齒輪驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。對被測物件拍攝，獲取一組圖像。中國發(fā)明專利一種“自動旋轉(zhuǎn)移動終端攝像頭拍攝結(jié)果的方法和裝置”(CN101068309)公開的方法包括以下步驟
(1)預(yù)先設(shè)定一個缺省位置，檢測拍攝時移動終端攝像頭與所述缺省位置之間的旋轉(zhuǎn)角度；
(2)對移動終端攝像頭拍攝結(jié)果進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理，并保存旋轉(zhuǎn)處理后的拍攝結(jié)果。公開的裝置包括攝像模塊、存儲模塊、角度檢測模塊和旋轉(zhuǎn)處理模塊。該方法和裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中處理后的照片或視頻在被瀏覽時，其畫面上的景物位置與觀察者的習(xí)慣角度不一致的問題?，F(xiàn)有技術(shù)方案中，需要多臺拍攝裝置多角度拍攝，或二架相機(jī)，其中一臺在旋轉(zhuǎn)裝置的配合下，才能得到全景圖像，因此，需要旋轉(zhuǎn)、定位、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動等裝置，使整個裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種所得圖像之間的相關(guān)性好，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的多面成像測量裝置。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是提供一種多面成像的測量裝置，它包括圓錐形內(nèi)側(cè)反光鏡、拍攝器、圖像信息處理系統(tǒng)和環(huán)狀光源；拍攝器置于待測物件的頂部，圓錐形內(nèi)側(cè)反光鏡和環(huán)狀光源置于待測物件的周邊，拍攝器的輸出信號經(jīng)圖像信息處理系統(tǒng)整形恢復(fù)處理后得到判斷或測量結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、僅需要單臺攝像裝置，降低了攝像部件的投入成本；且待測物件或相機(jī)為固定拍攝， 不再需要旋轉(zhuǎn)、定位、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動等輔助裝置，降低了整個測量裝置的建造成本。、采用一次拍攝成像技術(shù)，過程簡單，提高實(shí)時檢測待測物件的工作效率，且正面和側(cè)面同處一幅圖片，兩個不同圖像信息集成于一個信息集合中，提高信息(圖片)間的相關(guān)性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測量裝置所獲得的待測物件多面圖像的區(qū)域分布示意圖中1、圓錐形內(nèi)側(cè)反光鏡；2、待測物件承載平臺；3、待測物件；4、相機(jī)(攝像機(jī))；5、 圖像信息處理系統(tǒng)；6、環(huán)形光源；7、待測物件側(cè)面上邊緣圖像成像光路；8、待測物件側(cè)面中部圖像成像光路；9待測物件側(cè)面底部邊緣圖像成像光路；10、待測物件正面(頂端)的圖像區(qū)域；11、無效區(qū)域。具體實(shí)施方法
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。實(shí)施例一
參見附圖1，在本實(shí)施例中，將待測物件3放置于承載平臺2的成像中心，由環(huán)形光源6 為拍攝待測物件提供光源，形成待測物件側(cè)面上邊緣圖像成像光路7、待測物件側(cè)面中部圖像成像光路8和待測物件側(cè)面底部邊緣圖像成像光路成像光路9 ；相機(jī)(攝像機(jī))4安置在正對物件頂部中心位置，由相機(jī)(攝像機(jī))4的視場角以及待測物件3高度尺寸決定圓錐形內(nèi)側(cè)反光鏡1的錐角角度。若待測物件選為一個圓柱罐狀包裝物(如易拉罐)，頂端面有拉環(huán)和生產(chǎn)日期印刷字體，側(cè)旋轉(zhuǎn)面印有商品圖案或條形碼。合格產(chǎn)品要求必須印有生產(chǎn)日期、拉環(huán)完好、側(cè)旋面圖案清晰并且無凹坑。通過本發(fā)明提供的判斷測量裝置，在生產(chǎn)流水線上實(shí)時獲取產(chǎn)品成像圖片，并加以測量或判斷。這方法可以高效地取代人工實(shí)時監(jiān)督、管理生產(chǎn)線上產(chǎn)品的質(zhì)量。參見附圖2，它是所獲得的待測物件多面圖像的區(qū)域分布示意圖；10為待測物件正面 (頂端)的圖像區(qū)域，從中可以觀察生產(chǎn)日期有無和拉環(huán)完好，圖2為待測物件側(cè)旋轉(zhuǎn)面(全景)圖像區(qū)域分布示意圖，7、8、9、10分別表示原待測物件上各部位(對應(yīng)光路)在一次成像圖片上的分布位置。所獲圖像可以根據(jù)實(shí)際需要，經(jīng)整形復(fù)原處理后從中可以觀察或測量判斷側(cè)旋面圖案是否完好、是否有凹坑及其關(guān)心的特征部位等。成像原理說明
參見附圖1和2，環(huán)形光源6為被拍攝物體提供環(huán)境光，物體正面(頂端)成像于圖片的中心位置，即圓形區(qū)域11。物體側(cè)面(全景)成像于圖片的環(huán)形狀區(qū)域12。待測物件側(cè)面底部圖像在附圖2中成像于環(huán)狀區(qū)域的內(nèi)環(huán)，待測物件側(cè)面上邊緣的圖像附圖2中成像于環(huán)狀區(qū)域的外環(huán)，與實(shí)際圖像成線性放大。待測物件為圓柱體時，附圖2中環(huán)狀圖像按比例呈放射狀。環(huán)狀以外的圖像信息為無效區(qū)域11。判斷和測量特征原理
通過圖1所示的成像原理，可以獲取待測物件的多個特征面，基于機(jī)器視覺測量、判斷特征的算法，預(yù)設(shè)一個甄別圖像的標(biāo)準(zhǔn)模板，就一個或多個關(guān)鍵點(diǎn)(面)，對于需要處理的圖片與預(yù)設(shè)模板進(jìn)行測量或比對，依據(jù)測量值或比對差別的大小，替代人工做出決策，判定待測物件是合格或不合格。
實(shí)施例二
在對方形立方體待測物件作測量或判斷時，參見附圖1，將實(shí)施例一所提供的測量裝置中的圓錐形內(nèi)側(cè)反光鏡1改換成方臺形狀的內(nèi)側(cè)平面反光鏡，形成一個立方體的四個外側(cè)面圖像。每一面反射鏡反射出待測物件的對應(yīng)側(cè)面。通過相機(jī)(攝像機(jī))攝取方柱形待測物件的多個面，通過對獲取的圖片實(shí)施測量或判斷。
權(quán)利要求
1.一種多面成像測量裝置，其特征在于它包括反射鏡(1)、拍攝器(4)、圖像信息處理系統(tǒng)(5)和環(huán)狀拍攝光源(6)；拍攝器置于待測物件的頂部，反射鏡和環(huán)狀拍攝光源置于待測物件的周邊，拍攝器的輸出信號經(jīng)圖像信息處理系統(tǒng)整形恢復(fù)處理后得到判斷或測量結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多面成像測量裝置，其特征在于所述的反射鏡為圓錐形內(nèi)側(cè)反光鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多面成像測量裝置，其特征在于所述的反射鏡為方臺形狀的內(nèi)側(cè)平面反光鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于一次成像測量物體正面及側(cè)面全景的技術(shù)，公開了一種多面成像測量裝置，采用圓錐形內(nèi)側(cè)反光面將物體的側(cè)面全景反射，實(shí)現(xiàn)一臺相機(jī)同時對物體正面及其側(cè)面一次成像。該裝置的拍攝器(4)置于待測物件(3)的頂部，反光鏡(1)和環(huán)狀拍攝光源(6)置于待測物件周邊提供環(huán)狀拍攝光源，拍攝器輸出信號經(jīng)圖像信息處理系統(tǒng)(5)整形恢復(fù)處理后得出判斷或測量結(jié)果。本發(fā)明采用一反射成像光學(xué)結(jié)構(gòu)單次拍攝成像技術(shù)，過程簡單，提高實(shí)時檢測待測物件的工作效率。它僅需要一臺攝像裝置，降低了攝像部件的投入成本；且待測物件或相機(jī)為固定拍攝，不再需要旋轉(zhuǎn)、定位、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動等輔助裝置，降低了整個測量裝置的制造成本。
文檔編號G01N21/88GK102243185SQ20111010389
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者周望 申請人:周望, 蘇州大學(xué)