本發(fā)明屬于機(jī)器視覺檢測領(lǐng)域，具體涉及一種物體非共面的表面的圖像采集裝置。

背景技術(shù)：

目前，在機(jī)器視覺領(lǐng)域中，一個(gè)物體的檢測項(xiàng)有多個(gè)，并分布在不同側(cè)面上。當(dāng)對(duì)不同的側(cè)面進(jìn)行檢測時(shí)，一般需要多只相機(jī)檢測，這樣不但大大增加了使用成本，也增加系統(tǒng)的復(fù)雜度。

現(xiàn)有的技術(shù)中，為了減少相機(jī)的使用數(shù)量，實(shí)現(xiàn)一個(gè)相機(jī)對(duì)多個(gè)側(cè)面的圖像同時(shí)采集，出現(xiàn)了一種如圖1所示的非共面的圖像采集裝置，該非共面的圖像采集裝置包括分設(shè)在工件100兩個(gè)相交側(cè)面處的全反射鏡200，通過兩個(gè)全反射鏡200將兩個(gè)側(cè)面的反射光線光路折返同時(shí)射入相機(jī)300的鏡頭中，使兩個(gè)側(cè)面圖像同時(shí)成像在相機(jī)200的視野中。但現(xiàn)有的這種非共面的圖像采集裝置采集的兩個(gè)側(cè)面的圖像的檢測特征在相機(jī)200的視野內(nèi)的比重過低，造成像素的浪費(fèi)，從而精度降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種相機(jī)數(shù)量少、相機(jī)像素利用率高、采集的圖像精度高的非共面的圖像采集裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是：一種非共面的圖像采集裝置，用于采集工件的兩個(gè)非共面的側(cè)面的圖像信息，所述的兩個(gè)非共面的側(cè)平面分別為第一側(cè)面和第二側(cè)面。所述非共面的圖像采集裝置包括第一反射鏡至第四反射鏡、斜方棱鏡、相機(jī)和光源，所述光源能夠?qū)⑺龉ぜ牡谝粋?cè)面和第二側(cè)面照亮，所述第一反射鏡設(shè)置在第一側(cè)面反射光線傳播的光路上，所述第三反射鏡設(shè)置在第一反射鏡反射光線傳播的光路上，所述斜方棱鏡設(shè)置在第二側(cè)面反射光線傳播的光路上，所述斜方棱鏡能夠?qū)⒌诙?cè)面的反射光線平移出射形成與第二側(cè)面的反射光線平行的出射光線，所述第二反射鏡設(shè)置在斜方棱鏡出射光線傳播的光路上，所述第四反射鏡設(shè)置在第二反射鏡反射光線傳播的光路上，所述相機(jī)的鏡頭設(shè)置在第三反射鏡和第四反射鏡的反射光線傳播的光路上，所述相機(jī)的鏡頭能夠同時(shí)捕獲第三反射鏡和第四反射鏡的反射光線使得所述第一側(cè)面和第二側(cè)面的圖像相互錯(cuò)開地呈現(xiàn)在所述鏡頭的視野中。

具體的，所述第三反射鏡的反射面和第四反射鏡的反射面相交。

具體的，所述斜方棱鏡的入射平面與第二側(cè)面相互平行。

進(jìn)一步的，所述斜方棱鏡的出射光線和第二側(cè)面的反射光線一上一下相互平行，所述第四反射鏡和第三反射鏡一上一下地設(shè)置，所述第一側(cè)面和第二側(cè)面的圖像一下一上錯(cuò)開地呈現(xiàn)在所述鏡頭的視野中。

優(yōu)選的，所述第一反射鏡的反射光線的光程與第二反射鏡的反射光線的光程相等。

優(yōu)選的，所述光源為同軸光源、環(huán)形光源和條形光源中的一種。

進(jìn)一步的，所述第一反射鏡和第二反射鏡相交成一夾角，所述第一反射鏡和第二反射鏡之間的夾角能夠根據(jù)工件的第一側(cè)面和第二側(cè)面之間的夾角進(jìn)行調(diào)整。

具體的，自第一側(cè)面出射的光線依次經(jīng)第一反射鏡和第三反射鏡直至相機(jī)鏡頭的光程等于相機(jī)的工作距離；自第二側(cè)面出射的光線依次經(jīng)斜方棱鏡、第二反射鏡和第四反射鏡直至相機(jī)鏡頭的光程等于相機(jī)的工作距離。

上下文中所涉及到的上下等方位詞，是在所述非共面的圖像采集裝置的正常使用時(shí)的方位作定義的。

本發(fā)明的范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開的具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案等。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：采用斜方棱鏡將一側(cè)面圖像進(jìn)行平移以及通過第一反射鏡至第四反射鏡的設(shè)置，使得一個(gè)相機(jī)鏡頭能夠同時(shí)采集兩個(gè)非共面的側(cè)面圖像信息，減少了需要使用的相機(jī)數(shù)量，同時(shí)兩個(gè)側(cè)面圖像充滿了相機(jī)鏡頭的視野，充分利用了相機(jī)的像素區(qū)域，大大提高了采集的圖像精度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，兼容性好。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的非共面的圖像采集裝置工作狀態(tài)的立體結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為現(xiàn)有的非共面的圖像采集裝置中相機(jī)視野的成像示意圖；

圖3為本發(fā)明非共面的圖像采集裝置的立體結(jié)構(gòu)原理圖；

圖4為非共面的圖像采集裝置工作狀態(tài)的俯視圖；

圖5為斜方棱鏡的光線傳播示意圖；

圖6為本發(fā)明非共面的圖像采集裝置中相機(jī)視野的成像示意圖；

其中：1、第一反射鏡；2、第二反射鏡；3、第三反射鏡；4、第四反射鏡；5、斜方棱鏡；6、相機(jī)；61、鏡頭；100、工件；101、第一側(cè)面；102、第二側(cè)面。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，現(xiàn)有的一種非共面的圖像采集裝置包括分設(shè)在工件100的兩個(gè)相交側(cè)面處的全反射鏡200。所述的兩個(gè)側(cè)面分別為第一側(cè)面101和第二側(cè)面102。通過兩個(gè)全反射鏡200將第一側(cè)面101和第二側(cè)面102的反射光線光路折返同時(shí)射入相機(jī)300的鏡頭中，使兩個(gè)側(cè)面圖像同時(shí)成像在相機(jī)200的視野中。如圖2所示，現(xiàn)有的這種非共面的圖像采集裝置采集的兩個(gè)側(cè)面的圖像的檢測特征在相機(jī)200的視野內(nèi)的比重過低，造成像素的浪費(fèi)，從而圖像采集的精度降低。

如圖3至圖6所示，本發(fā)明所述的一種非共面的圖像采集裝置，用于采集工件100的兩個(gè)非共面的側(cè)面的圖像信息。所述的兩個(gè)非共面的側(cè)平面分別為第一側(cè)面101和第二側(cè)面102。所述非共面的圖像采集裝置包括第一反射鏡1至第四反射鏡4、斜方棱鏡5、相機(jī)6和光源（圖未示）。

所述光源能夠?qū)⑺龉ぜ?00的第一側(cè)面101和第二側(cè)面102照亮，本發(fā)明所述的光源為同軸光源、環(huán)形光源和條形光源中的一種。這樣，在實(shí)際使用中可以根據(jù)不同的使用環(huán)境進(jìn)行光源的選擇以滿足實(shí)際需求。

所述第一反射鏡1設(shè)置在第一側(cè)面101反射光線傳播的光路上。所述第三反射鏡3設(shè)置在第一反射鏡1反射光線傳播的光路上。所述斜方棱鏡5設(shè)置在第二側(cè)面102反射光線傳播的光路上。所述斜方棱鏡5能夠?qū)⒌诙?cè)面102的反射光線平移出射形成與第二側(cè)面102的反射光線平行的出射光線。所述第二反射鏡2設(shè)置在斜方棱鏡5出射光線傳播的光路上。所述第四反射鏡4設(shè)置在第二反射鏡2反射光線傳播的光路上。所述相機(jī)6的鏡頭61設(shè)置在第三反射鏡3和第四反射鏡4的反射光線傳播的光路上。所述相機(jī)6的鏡頭61能夠同時(shí)捕獲第三反射鏡3和第四反射鏡4的反射光線使得所述第一側(cè)面101和第二側(cè)面102的圖像相互錯(cuò)開地呈現(xiàn)在所述鏡頭61的視野中。

在本實(shí)施例中，所述第四反射鏡4和第三反射鏡3一上一下地設(shè)置，所述第三反射鏡3的反射面和第四反射鏡4的反射面相交。所述斜方棱鏡5的入射平面與第二側(cè)面102相互平行。

如圖5所示，所述斜方棱鏡5的出射光線和第二側(cè)面102的反射光線一上一下相互平行。所述斜方棱鏡5能夠使第二側(cè)面102的反射光線在其內(nèi)部發(fā)生兩次全反射，進(jìn)而使第二側(cè)面102的反射光線向上平移出射且保持出射光線與二側(cè)面102的反射光線的傳播方向一致。這樣，所述第一側(cè)面101和第二側(cè)面102的圖像一下一上錯(cuò)開地呈現(xiàn)在所述鏡頭61的視野中，且所述鏡頭61的視野中僅有第一側(cè)面101和第二側(cè)面102的圖像，第一側(cè)面101和第二側(cè)面102的圖像能夠盡可能地充滿整個(gè)鏡頭61的視野，充分利用的相機(jī)的像素，大大提高了采集的圖像的精度。

所述第一反射鏡1的反射光線的光程與第二反射鏡2的反射光線的光程相等。這樣，在相機(jī)6的鏡頭61景深一定的情況下，能夠使得第一側(cè)面101和第二側(cè)面102在鏡頭61視野中的成像均保持清晰。

自第一側(cè)面101出射的光線依次經(jīng)第一反射鏡1和第三反射鏡3直至相機(jī)6鏡頭61的光程等于相機(jī)6的工作距離；自第二側(cè)面102出射的光線依次經(jīng)斜方棱鏡5、第二反射鏡2和第四反射鏡4直至相機(jī)6鏡頭61的光程等于相機(jī)6的工作距離。

所述第一反射鏡1和第二反射鏡2相交成一夾角，所述第一反射鏡1和第二反射鏡2之間的夾角能夠根據(jù)工件100的第一側(cè)面101和第二側(cè)面102之間的夾角進(jìn)行調(diào)整。這樣，本發(fā)明所述的一種非共面的圖像采集裝置就能兼容夾角不同的第一側(cè)面101和第二側(cè)面102的圖像采集使用。

本發(fā)明能夠用一個(gè)相機(jī)同時(shí)采集兩個(gè)非共面的側(cè)面圖像信息，減少了需要使用的相機(jī)數(shù)量，同時(shí)兩個(gè)側(cè)面圖像充滿了相機(jī)6的鏡頭61視野，充分利用了相機(jī)6的像素區(qū)域，大大提高了采集的圖像精度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，兼容性好。

如上所述，我們完全按照本發(fā)明的宗旨進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并非局限于上述實(shí)施例和實(shí)施方法。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的從業(yè)者可在本發(fā)明的技術(shù)思想許可的范圍內(nèi)進(jìn)行不同的變化及實(shí)施。