專利名稱：一種用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種圖像采集裝置，具體涉及一種應(yīng)用于基于機(jī)器視 覺(jué)(圖像)的，可用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明裝置。
背景技術(shù)：
在很多加工或裝配場(chǎng)合，需要對(duì)兩個(gè)物體的位置和角度進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。如 刀具和工件的對(duì)準(zhǔn)，模版和工件的對(duì)準(zhǔn)，工件和工件的對(duì)準(zhǔn)。在現(xiàn)有技術(shù) 中，通常采用如下幾種方法來(lái)進(jìn)行對(duì)位
1、 采用人眼對(duì)準(zhǔn)。其存在如下缺點(diǎn)精度低，容易疲勞，會(huì)由于個(gè)人 的技能而得出不同的對(duì)位結(jié)果，可靠性差。
2、 采用治具定位。其存在以下缺點(diǎn)需要工件有比較精確的定位孔或 定位邊，當(dāng)定位孔或定位邊有誤差時(shí)，會(huì)直接影響到對(duì)準(zhǔn)效果；精度低， -般只能達(dá)到微毫米級(jí)的精度；由于一般需要手動(dòng)放置工件，因此效率低。
3、 采用機(jī)器視覺(jué)對(duì)位。目前，存在一種用于兩物體對(duì)位的，基于機(jī)器
視覺(jué)的圖像采集裝置，其基本結(jié)構(gòu)如下采用三個(gè)分光鏡重疊，構(gòu)成一復(fù)
合光學(xué)組件，在兩端分光鏡的一側(cè)分別設(shè)有光源，在中間分光鏡的一側(cè)面 設(shè)有與其相對(duì)的攝像機(jī)，這種裝置工作時(shí)，必須采用分時(shí)控制的方式分別
控制兩個(gè)光源開(kāi)關(guān)來(lái)分別取得兩個(gè)工件的圖像信息，因此，其效率在機(jī)器
視覺(jué)領(lǐng)域相對(duì)較低。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于，提供一種用于目標(biāo)物體的照明和圖像采集的 裝置，可克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷。本裝置采用機(jī)器視覺(jué)定位，定位精 度高，采集信息速度快，自動(dòng)化程度高，重復(fù)性好，可以同時(shí)采集兩個(gè)工 件的位置信息，工作效率高。還可以將檢測(cè)和測(cè)量功能集成在一起，增加 使用功能。
本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下構(gòu)造一種用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè) 的圖像采集和照明裝置，包括第一分光鏡、第二分光鏡和反光鏡，3個(gè)光 學(xué)器件依次連接構(gòu)成一重疊結(jié)構(gòu)的復(fù)合式光學(xué)組件，還包括第一、第二兩 個(gè)照明光源，第一光源對(duì)著所述第一分光鏡的一直角面設(shè)置，第一光源發(fā) 射的光線能被第一分光鏡的分光面反射至第一物體；第二光源對(duì)著所述第 二分光鏡一直角面設(shè)置，第二光源發(fā)射的光線能被第二分光鏡的分光面反 射至第二物體；還包括第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)，第一攝像機(jī)與反光鏡的 一直角面對(duì)應(yīng)設(shè)置，第二攝像機(jī)設(shè)置在所述第一攝像機(jī)的對(duì)面，位于反光 鏡的另一側(cè)；第一攝像機(jī)，反光鏡和第二攝像機(jī)同軸線設(shè)置。
在上述用于目標(biāo)物體照明和圖像采集的裝置，還包括- -個(gè)町用于對(duì)工 件進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量的激光器，該激光器相對(duì)與所述復(fù)合式光學(xué)組件呈傾斜 狀設(shè)置，其光斑照射到需要檢測(cè)的物體。
在上述用于目標(biāo)物體照明和圖像采集的裝置中，所述第一和第二分光 鏡可以是具有分光作用的鏡片。
在上述用于目標(biāo)物體照明和圖像采集的裝置中，所述反光鏡可以是具 有反光作用的鏡片。
在上述用于目標(biāo)物體照明和圖像采集的裝置中，第一分光鏡，和第一 光源可以繞所述復(fù)合式光學(xué)組件的長(zhǎng)中心軸，旋轉(zhuǎn)任意相同角度。
在上述用于目標(biāo)物體照明和圖像采集的裝置中，第二分光鏡，和第二 光源可以繞所述復(fù)合式光學(xué)組件的長(zhǎng)中心軸，旋轉(zhuǎn)任意相同角度。
第一光源發(fā)射出的光線能夠被第一分光鏡的分光面反射到第一工件， 第一工件的圖像經(jīng)過(guò)第一分光鏡后，到達(dá)反光鏡，反光鏡的反射面(斜面)
將第一工件的圖像反射到第一攝像機(jī)中；第二光源發(fā)射出的光線能夠被第 二分光鏡的分光面反射到第二工件，第二工件的圖像經(jīng)過(guò)第二分光鏡后到 達(dá)反光鏡，反光鏡的反射面將圖像反射到第二攝像機(jī)。兩個(gè)攝像機(jī)可以同 時(shí)得到上、下兩個(gè)工件的圖像，通過(guò)對(duì)圖像的分析，從而可以得出上、下 兩個(gè)工件的位置信息。通過(guò)對(duì)向下工件位置信息的計(jì)算，就可以得到上下 工件在位置和姿態(tài)上的差異。這種裝置采用兩個(gè)攝像機(jī)可同時(shí)取得工件的 圖像，從而可以提高工作效率。

圖1是本實(shí)用新型用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明裝置的 原理圖。
圖2是圖1所示用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明裝置的結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

參照?qǐng)Dl、圖2所示，提供一種用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和 照明裝置，包括第一分光鏡2、反光鏡9、第二分光鏡8，第一分光鏡2、 反光鏡9、第二分光鏡8依次連接構(gòu)成一直線型復(fù)合式光學(xué)組件，在復(fù)合 式光學(xué)組件的一側(cè)設(shè)有第一光源3和第二光源7，第一光源3與第一分光 鏡2相對(duì)應(yīng)，第二光源7與第二分光鏡8相對(duì)應(yīng)，也可以將兩個(gè)光源3、 7 分別設(shè)置在不同側(cè)，但必須保證，第一光源3發(fā)射的光線被第一分光鏡的 分光面反射至第一物體，第二光源發(fā)射的光線被第二分光鏡的分光面反射 至第二物體。在反光鏡9的直角面的一側(cè)還設(shè)有第一攝像機(jī)4。另設(shè)有一
個(gè)第二攝像機(jī)10，該第二攝像機(jī)10設(shè)置在第一攝像機(jī)4的對(duì)面，即設(shè)置 在反光鏡9的另一個(gè)直角面，攝像機(jī)4，反光鏡9和攝像機(jī)10延^ -直線布置。
在上述用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明裝置中，還可以設(shè) 置一個(gè)用于對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量的激光器5，該激光器5相對(duì)與所述復(fù) 合式光學(xué)組件呈傾斜狀設(shè)置，其光斑照射到需要檢測(cè)的物體。
在上述用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明裝置中，第一、第 二分光鏡可以是具有分光作用的鏡片，反光鏡可以是由具有反射功能的兩 個(gè)三棱鏡膠合構(gòu)成，也可以是一個(gè)鏡片。
在上述用于目標(biāo)物體照明和圖像采集的裝置中，第一分光鏡2，和第 -光源3可以繞所述復(fù)合式光學(xué)組件的長(zhǎng)中心軸，旋轉(zhuǎn)任意相同角度。
在上述用于目標(biāo)物體照明和圖像采集的裝置中，第二分光鏡8，和第 二光源7可以繞所述復(fù)合式光學(xué)組件的長(zhǎng)中心軸，旋轉(zhuǎn)任意相同角度。
第一光源3發(fā)射出的光線能夠被第一分光鏡2的分光面反射到第一工 件l，第一工件l的圖像經(jīng)過(guò)第一分光鏡2后，到達(dá)反光鏡9，反光鏡9的 反光面將第一工件1的圖像反射到攝像機(jī)4中；第二光源7發(fā)射出的光線 被第二分光鏡8的分光面反射到第二工件6，第二工件6的圖像經(jīng)過(guò)第二 分光鏡8后到達(dá)反光鏡9，反光鏡9的分光面將這一工件的圖像反射到第 二攝像機(jī)IO，將兩個(gè)攝像機(jī)4、 IO所取得的圖像進(jìn)行比對(duì)分析，從而可以 得出上、下兩個(gè)工件1、 6的位置信息。通過(guò)對(duì)上、下工件位置信息的計(jì)算， 就可以得到上、下工件l、 6在位置和姿態(tài)上的差異。
在上述用于目標(biāo)物體照明和圖像采集的裝置中，在第一分光鏡和第一 物體間，還可以包括一個(gè)可用于輔助照明的第三光源，第三光源為一環(huán)狀
光源，第三光源用于第一物體的輔助照明。
在上述用于目標(biāo)物體照明和圖像采集的裝置中，在第二分光鏡和第二 物體間，還可以包括一個(gè)可用于輔助照明的第四光源，第四光源為一環(huán)狀 光源，第四光源用于第二物體的輔助照明。
權(quán)利要求1、一種用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明裝置，包括第一分光鏡、反光鏡、第二分光鏡，第一分光鏡、反光鏡、第二分光鏡依次連接構(gòu)成一重疊結(jié)構(gòu)的復(fù)合式光學(xué)組件，還包括第一、第二兩個(gè)照明光源，第一光源對(duì)著所述第一分光鏡設(shè)置；第二光源對(duì)著所述第二分光鏡設(shè)置；其特征在于，還包括第一攝像機(jī)和第二攝像機(jī)，第一攝像機(jī)與反光鏡的一直角面對(duì)應(yīng)設(shè)置，第二攝像機(jī)設(shè)置在所述第一攝像機(jī)的對(duì)面，位于反光鏡的另一側(cè)；第一攝像機(jī)，反光鏡和第二攝像機(jī)同軸線布置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照 明裝置，其特征在于，還可以包括一個(gè)可用于對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量的激 光器，該激光器相對(duì)與所述復(fù)合式光學(xué)組件呈傾斜狀設(shè)置，其光斑照射到 需要檢測(cè)的物體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和 照明裝置，其特征在于，所述第一、第二分光鏡可以是具有分光作用的鏡 片，所述反光鏡可以是由具有反射功能的兩個(gè)三棱鏡膠合構(gòu)成，也可以是 一個(gè)鏡片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明 裝置，其特征在于，第一分光鏡和第一光源可以繞復(fù)合式光學(xué)組件的長(zhǎng)中 心軸，旋轉(zhuǎn)任意相同角度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明 裝置，其特征在于，第二分光鏡和第二光源可以繞復(fù)合式光學(xué)組件的長(zhǎng)中 心軸，旋轉(zhuǎn)任意相同角度。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明 裝置，其特征在于，還包括一用于為第一物體的提供輔助照明的第三光源， 該光源呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述第三光源位于第一分光鏡和第一物體之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明 裝置，其特征在于，還包括一用于提供輔助照明的第四光源，第四光源呈 環(huán)形結(jié)構(gòu)，該第四光源用于第二物體的輔助照明，該第四光源位于第二分 光鏡和第二物體之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于目標(biāo)物體對(duì)位、檢測(cè)的圖像采集和照明裝置，包括第一分光鏡、第二分光鏡和反光鏡，3個(gè)光學(xué)器件依次連接構(gòu)成一復(fù)合式光學(xué)組件，第一、二兩個(gè)照明光源，第一光源對(duì)著第一分光鏡的一直角面設(shè)置，第一光源發(fā)射的光線能被第一分光鏡的分光面反射至第一物體；第二光源對(duì)著第二分光鏡直角面設(shè)置，第一攝像機(jī)與反光鏡的一直角面對(duì)應(yīng)設(shè)置，第二攝像機(jī)設(shè)置在第一攝像機(jī)的對(duì)面，位于反光鏡的另一側(cè)；第一攝像機(jī)，反光鏡和第二攝像機(jī)同軸線設(shè)置。通過(guò)對(duì)向下工件位置信息的計(jì)算，可以得到上下工件在位置和姿態(tài)上的差異，采用兩個(gè)攝像機(jī)可同時(shí)取得工件的圖像，可提高工作效率。
文檔編號(hào)G01C11/00GK201184788SQ200720050429
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日
發(fā)明者陳炎景 申請(qǐng)人:東莞市奧普特自動(dòng)化科技有限公司