一種側(cè)窺環(huán)視的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種側(cè)窺環(huán)視方法和裝置，該裝置包括主相機(jī)和4個(gè)環(huán)視投影儀，其中，所述主相機(jī)用于從被測(cè)物體的頂部獲取物體的平面信息，并獲取含有物體3D信息的條紋光；所述4個(gè)環(huán)視投影儀用于產(chǎn)生不同角度的條紋光，并將所述不同角度的條紋光打到待測(cè)物體上，如果其中一個(gè)投影儀的條紋光恰恰與待測(cè)物體的邊緣平行，將產(chǎn)生3D圖象復(fù)原產(chǎn)生失真，這時(shí)其他的投影儀將產(chǎn)生的條紋光與物體邊緣不平行；所述環(huán)視投影儀的內(nèi)部控制條紋光在一個(gè)條紋間距內(nèi)移動(dòng)，每次移動(dòng)90度，產(chǎn)生5幅含有物體信息的條紋圖像。可以解決3D光學(xué)檢查裝置測(cè)量精度低和結(jié)構(gòu)光條紋與被測(cè)物體邊緣平形時(shí)導(dǎo)致的測(cè)量失效問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種側(cè)窺環(huán)視的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子制造領(lǐng)域，特別涉及一種側(cè)窺環(huán)視的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電子產(chǎn)品小型化逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)，特別是一些特定的電子產(chǎn)品，如汽車電子相關(guān)的音響、可視產(chǎn)品等，受空間限制，要求在體積不變的前提下，不斷推出新功能。新功能的增加勢(shì)必要求有與之對(duì)應(yīng)的新的電路，在電路板面積不變，增加新電路的方法就是將電子部品小型化或做到電子部品的更密集排列。因此，傳統(tǒng)接觸時(shí)測(cè)量無(wú)法滿足要求。要實(shí)現(xiàn)電路板高密度裝著以及超小型片狀電子部品的高度測(cè)試，必須采用高精度、非接觸式的測(cè)試手段。
[0003]目前電子行業(yè)內(nèi)，特別是汽車電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，廣泛使用的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AutomaticOpticInspection, Α0Ι),但是在使用3DA0I在進(jìn)行3D尺寸測(cè)量時(shí)，出現(xiàn)的精度不準(zhǔn)的問(wèn)題和測(cè)量失效的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明提出了一種側(cè)窺環(huán)視方法和裝置方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中3D光學(xué)檢查裝置測(cè)量精度低和結(jié)構(gòu)光條紋與被測(cè)物體邊緣平形時(shí)導(dǎo)致的測(cè)量失效問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明提供了一種側(cè)窺環(huán)視裝置，包括主相機(jī)和4個(gè)環(huán)視投影儀，其中，所述主相機(jī)用于從被測(cè)物體的頂部獲取物體的平面信息，并獲取含有物體3D信息的條紋光；所述4個(gè)環(huán)視投影儀用于產(chǎn)生不同角度的條紋光，并將所述不同角度的條紋光打到待測(cè)物體上，如果其中一個(gè)投影儀的條紋光恰恰與待測(cè)物體的邊緣平行，將產(chǎn)生3D圖象復(fù)原產(chǎn)生失真，這時(shí)其他的投影儀將產(chǎn)生的條紋光與物體邊緣不平行；所述環(huán)視投影儀的內(nèi)部控制條紋光在一個(gè)條紋間距內(nèi)移動(dòng)，每次移動(dòng)90度，產(chǎn)生5幅含有物體信息的條紋圖像。
[0006]基于上述的側(cè)窺環(huán)視裝置，還包括:遠(yuǎn)心鏡頭，用于提高主相機(jī)的視野范圍和降低主相機(jī)視野邊緣的圖像失真。
[0007]本發(fā)明還提供了一種側(cè)窺環(huán)視方法，包括:包含有環(huán)視條紋光柵的4個(gè)環(huán)視條紋投影儀分別向被測(cè)物體照射不同角度的條紋光，以確保產(chǎn)生的一條條紋光與物體邊緣不平行，所述同一個(gè)環(huán)視條紋投影儀照射的條紋光是平行的，對(duì)被測(cè)物體的尺寸信息進(jìn)行光調(diào)制；主相機(jī)對(duì)調(diào)制之后的被測(cè)物體圖像進(jìn)行捕獲；所述環(huán)視條紋投影儀內(nèi)部控制條紋光沿垂直條紋方向進(jìn)行快速相偏移動(dòng)，每次相偏90度，完成一個(gè)正弦周期進(jìn)行5次相偏移動(dòng)，主相機(jī)捕獲到5幅圖像；所述主相機(jī)將5幅圖像發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)3D生成算法，對(duì)主相機(jī)捕獲到的5幅圖像進(jìn)行相位匹配和傅立葉反變換，復(fù)原3D圖像信息。
[0008]基于上述的側(cè)窺環(huán)視方法，還包括:主照相機(jī)借助遠(yuǎn)心鏡頭對(duì)整個(gè)待測(cè)物體的拍攝。
[0009]基于上述的側(cè)窺環(huán)視方法，上述對(duì)被測(cè)物體的尺寸信息進(jìn)行光調(diào)制，具體為:如果物體表面是平的，生成的條紋光也是平行的，如果物體表面是凸凹的，那么條紋光是曲折變形的，通過(guò)條紋光的變形，對(duì)被測(cè)物體的尺寸信息進(jìn)行調(diào)制。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:可實(shí)現(xiàn)3D高精度測(cè)量，并克服光條紋與物體邊緣平行導(dǎo)致的測(cè)量失效。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的一種側(cè)窺環(huán)視裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明的4個(gè)環(huán)視條紋投影儀產(chǎn)生不同夾角的條紋光的示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明的正弦光條紋經(jīng)過(guò)5次相偏獲得的條紋，相偏90度的示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明待測(cè)物體的3D復(fù)原過(guò)程示意圖。
[0015]圖中，1，主相機(jī)，2遠(yuǎn)頭鏡頭，3，環(huán)視投影儀，4環(huán)視相機(jī)，5，被測(cè)物體。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，應(yīng)指出的是，所描述的實(shí)施例僅旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種側(cè)窺環(huán)視裝置，包括主相機(jī)1、環(huán)視相機(jī)4、遠(yuǎn)心鏡頭2和4個(gè)環(huán)視投影儀3構(gòu)成。其中，主相機(jī)用于從被測(cè)物體的頂部獲取物體的平面信息，并獲取含有物體3D信息的光條紋。遠(yuǎn)心鏡頭用于降低主相機(jī)視野邊緣的圖像失真，保證和相機(jī)視野中心的圖像具有類似的效果。環(huán)視投影儀用于產(chǎn)生不同角度的條紋光，如果其中一個(gè)投影儀的光條紋恰恰與物體的邊緣平行，將產(chǎn)生3D圖象復(fù)原產(chǎn)生失真，這時(shí)其他的投影儀，總有一個(gè)產(chǎn)生的光條紋與物體邊緣不平行，克服了單投影儀的局限性。同時(shí)投影儀內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)控制條紋在一個(gè)條紋間距內(nèi)(也就是在一個(gè)正弦周期內(nèi))移動(dòng)，每次移動(dòng)90度，產(chǎn)生5幅含有物體信息的條紋圖像，以提高物體的3D復(fù)原精度。環(huán)視相機(jī)用于輔助主相機(jī)，獲得更清晰的物體側(cè)面的圖像信息，以彌補(bǔ)特殊情況下，側(cè)面信息被遮擋，導(dǎo)致主相機(jī)無(wú)法識(shí)別側(cè)面細(xì)節(jié)的問(wèn)題。
[0019]本發(fā)明提供了一種側(cè)窺環(huán)視方法，其過(guò)程包括:包含有環(huán)視條紋光柵的環(huán)視條紋投影儀照射生成間距IOum的平行條紋，照射在被測(cè)物體上，對(duì)被測(cè)物體的尺寸信息進(jìn)行光調(diào)制，即如果物體表面是平的，生成的條紋光也是平行的，如果物體表面是凸凹的，那么條紋光是曲折變形的，按照現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)條紋光的變形，可將被測(cè)物體的尺寸信息進(jìn)行調(diào)制。由于環(huán)視條紋投影儀有4個(gè)，因此不同的條紋投影儀之間產(chǎn)生的條紋存在的一定的夾角，這樣就保證了總有一個(gè)產(chǎn)生的光條紋與物體邊緣不平行，從而能夠?qū)⑽矬w邊緣的地方投影清楚。如圖2為本發(fā)明的4個(gè)環(huán)視條紋投影儀產(chǎn)生不同夾角的條紋光的示意圖，保證被測(cè)物體的邊緣不能同時(shí)與條紋平行。
[0020]同時(shí)主相機(jī)對(duì)調(diào)制之后的圖像進(jìn)行捕獲。為了獲得高精度的尺寸測(cè)量，投影儀內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)控制條紋光沿垂直條紋方向進(jìn)行快速相偏移動(dòng)，每次相偏90度，完成一個(gè)正弦周期進(jìn)行5次相偏移動(dòng)，因此主相機(jī)可以捕獲到5幅圖像。如圖3所示，是正弦光條紋經(jīng)過(guò)5次相偏獲得的條紋，相偏90度。如果待測(cè)物體比較大，主照相機(jī)無(wú)法將整個(gè)待測(cè)物體照全，因此主照相機(jī)可以借助遠(yuǎn)心鏡頭將整個(gè)待測(cè)物體的照全，特別是主相機(jī)視野邊緣的圖像被完全拍攝下來(lái)。在某些特殊情況下，如:待測(cè)物體的側(cè)面信息被遮擋，而導(dǎo)致主相機(jī)無(wú)法識(shí)別側(cè)面細(xì)節(jié)時(shí)，環(huán)視相機(jī)幫忙獲得更清晰的物體側(cè)面的圖像信息，從而輔助主相機(jī)。
[0021]主相機(jī)將可以將捕獲到的5幅圖像發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)3D算法，對(duì)主相機(jī)捕獲到的5幅圖像進(jìn)行相位匹配和傅立葉反變換，復(fù)原高精度的3D圖像信息。如圖4所示，給出3D復(fù)原過(guò)程的示意圖。
[0022]本發(fā)明是采用多次相偏技術(shù)，使光條紋在被測(cè)物體上做多次移動(dòng)，多次移動(dòng)拍攝的條紋圖像經(jīng)過(guò)合成，傅立葉變換后，復(fù)原立體圖形，獲得高度信息。移動(dòng)次數(shù)越多，相位信息越精確。
[0023]上面描述僅是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，顯然在本發(fā)明的技術(shù)方案指導(dǎo)下本領(lǐng)域的任何人所作的修改或局部替換，均屬于本發(fā)明權(quán)利要求書限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種側(cè)窺環(huán)視裝置，其特征在于，包括主相機(jī)和4個(gè)環(huán)視投影儀，其中，所述主相機(jī)用于從被測(cè)物體的頂部獲取物體的平面信息，并獲取含有物體3D信息的條紋光；所述4個(gè)環(huán)視投影儀用于產(chǎn)生不同角度的條紋光，并將所述不同角度的條紋光打到待測(cè)物體上；所述環(huán)視投影儀的內(nèi)部控制條紋光在一個(gè)條紋間距內(nèi)移動(dòng)，每次移動(dòng)90度，產(chǎn)生5幅含有物體信息的條紋圖像；還包括:遠(yuǎn)心鏡頭，用于提高主相機(jī)的視野范圍和降低主相機(jī)視野邊緣的圖像失真。
2.一種側(cè)窺環(huán)視方法，其特征在于，包含有環(huán)視條紋光柵的4個(gè)環(huán)視條紋投影儀分別向被測(cè)物體照射不同角度的條紋光，以確保產(chǎn)生的一條條紋光與物體邊緣不平行，所述同一個(gè)環(huán)視條紋投影儀照射的條紋光是平行的，對(duì)被測(cè)物體的尺寸信息進(jìn)行光調(diào)制；主相機(jī)對(duì)調(diào)制之后的被測(cè)物體圖像進(jìn)行捕獲；所述環(huán)視條紋投影儀內(nèi)部控制條紋光沿垂直條紋方向進(jìn)行快速相偏移動(dòng)，每次相偏90度，完成一個(gè)正弦周期進(jìn)行5次相偏移動(dòng)，主相機(jī)捕獲到5幅圖像；所述主相機(jī)將5幅圖像發(fā)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)3D生成算法，對(duì)主相機(jī)捕獲到的5幅圖像進(jìn)行相位匹配和傅立葉反變換，復(fù)原3D圖像信息。
3.如權(quán)利要求2所述的側(cè)窺環(huán)視方法，其特征在于，還包括:主照相機(jī)借助遠(yuǎn)心鏡頭對(duì)整個(gè)待測(cè)物體的拍攝。
4.權(quán)利要求2所述的側(cè)窺環(huán)視方法，其特征在于，所述對(duì)被測(cè)物體的尺寸信息進(jìn)行光調(diào)制，具體為:如果物體表面是平的，生成的條紋光也是平行的，如果物體表面是凸凹的，那么條紋光是曲折變形的，通過(guò)條紋光的變形，對(duì)被測(cè)物體的尺寸信息進(jìn)行調(diào)制。
【文檔編號(hào)】G01B11/25GK103644842SQ201310595860
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】呂學(xué)武 申請(qǐng)人:大連日佳電子有限公司