基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置，包括圖像采集裝置和圖像處理裝置，所述圖像采集裝置包括環(huán)形檢測(cè)器，環(huán)形檢測(cè)器垂直套在柱形的待測(cè)物體上，所述環(huán)形檢測(cè)器上設(shè)置有正對(duì)待測(cè)物體的兩個(gè)攝像頭，所述兩個(gè)攝像頭之間的夾角為90度；所述圖像處理裝置包括用于采集視頻信號(hào)的圖像采集卡和用于進(jìn)行圖像處理的圖像處理單元，所述攝像頭通過(guò)數(shù)據(jù)線連接圖像采集卡。本實(shí)用新型專利技術(shù)的基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圓柱形物體的軸線在其徑向平面內(nèi)平移位置的無(wú)接觸、無(wú)干擾、高速度、高分辨率測(cè)量。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置，具體為一種采用雙CCD圖像傳感器和圖像處理技術(shù)的非接觸式檢測(cè)圓柱形物體的軸線在其徑向平面內(nèi)平移位置的檢測(cè)裝置，屬于機(jī)械工程非接觸測(cè)試

技術(shù)介紹
在工業(yè)自動(dòng)化控制中，常常需要一種檢測(cè)圓柱形物體的軸線在其徑向平面內(nèi)的平移量的測(cè)試技術(shù)，且該測(cè)試技術(shù)對(duì)被測(cè)對(duì)象的長(zhǎng)度無(wú)限制，對(duì)被測(cè)對(duì)象的軸向位移和速度無(wú)限制。其常用的應(yīng)用范圍包括、線材或管材擠出生產(chǎn)線的成品位置修正檢測(cè)；、線 材卷繞時(shí)的位置檢測(cè)；、懸吊重物纜繩的擺動(dòng)角度和擺動(dòng)周期檢測(cè)。位移是機(jī)械工程測(cè)試中經(jīng)常測(cè)量的物理量，根據(jù)測(cè)量位移時(shí)傳感器是否與被測(cè)對(duì)象接觸，常用的位移傳感器可分為接觸式(如電阻應(yīng)變片、電感式測(cè)微儀、電容式位置傳感器等)和非接觸式(如光電編碼器、光柵、激光干涉儀、視覺(jué)傳感器等)。但由于上述被測(cè)對(duì)象存在長(zhǎng)徑比很大、徑向尺寸可能較小、且可能同時(shí)存在軸向運(yùn)動(dòng)以及材質(zhì)具有多樣性的特點(diǎn)，被測(cè)對(duì)象上難以附加任何物料和裝置，采用接觸式位移傳感器需要與被測(cè)對(duì)象接觸，采用一般的非接觸式需要在被測(cè)對(duì)象上安裝附屬裝置，如光柵的讀數(shù)頭、激光干涉儀的反光裝置等，不僅會(huì)影響檢測(cè)精度，甚至根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是一種用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的視覺(jué)功能從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于檢測(cè)、測(cè)量和控制的新型技術(shù)。由于具有比人眼更高的分辨精度和速度，對(duì)被測(cè)對(duì)象無(wú)接觸、無(wú)干擾，對(duì)被測(cè)對(duì)象材質(zhì)無(wú)要求，正被廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、農(nóng)產(chǎn)品分選和醫(yī)學(xué)影像檢查中。如中國(guó)專利號(hào)為03129387. 5，名稱為“基于機(jī)器視覺(jué)的高速瓜果品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)”的專利，采用雙CCD攝像機(jī)對(duì)瓜果外觀進(jìn)行圖像采集，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)瓜果外部品質(zhì)的高速、高分辨率無(wú)損傷判別。如中國(guó)專利號(hào)為201110166098. 4，名稱為“一種基于圖像處理的輸電線路導(dǎo)線弧垂的測(cè)量方法”的專利，通過(guò)定焦攝像機(jī)采集輸電線路導(dǎo)線的圖像信號(hào)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，可以計(jì)算出輸電線路的弧垂和對(duì)地距離。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)針對(duì)采用傳統(tǒng)位移傳感器測(cè)量管狀對(duì)象在其徑向平面內(nèi)位移時(shí)存在的上述不足，在機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置。本技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置，包括圖像采集裝置和圖像處理裝置，所述圖像采集裝置包括環(huán)形檢測(cè)器，環(huán)形檢測(cè)器垂直套在柱形的待測(cè)物體上，所述環(huán)形檢測(cè)器上設(shè)置有正對(duì)待測(cè)物體的兩個(gè)攝像頭，所述兩個(gè)攝像頭之間的夾角為90度；所述圖像處理裝置包括用于采集視頻信號(hào)的圖像采集卡和用于進(jìn)行圖像處理的圖像處理單元，所述攝像頭通過(guò)數(shù)據(jù)線連接圖像采集卡。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圖像處理裝置設(shè)置在環(huán)形檢測(cè)器上，節(jié)省安裝的空間。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圖像處理裝置還包括有用于輸出處理好的圖像信號(hào)的信號(hào)輸出端口，便于輸出處理好的數(shù)據(jù)。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述 環(huán)形檢測(cè)器的內(nèi)壁設(shè)置為與待測(cè)物體互補(bǔ)的顏色，以提高攝像頭輸出信號(hào)的信噪比。本技術(shù)的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置，由于采用安裝在環(huán)形檢測(cè)器上的視覺(jué)傳感器進(jìn)行圖像采集，不僅傳感器與被測(cè)對(duì)象無(wú)接觸，而且無(wú)需在被測(cè)對(duì)象上安裝任何附加裝置，避免了對(duì)被測(cè)對(duì)象自身運(yùn)動(dòng)造成影響，從而保證了測(cè)量精度；視覺(jué)傳感器對(duì)被測(cè)對(duì)象的材質(zhì)、形狀和尺寸無(wú)要求，可適用于不同材質(zhì)、形狀和尺寸的圓柱形物體的測(cè)量；采用高速、高分辨率的CCD攝像頭和高效率的圖像處理算法，并對(duì)計(jì)算結(jié)果以模擬信號(hào)或通訊方式實(shí)時(shí)輸出，可實(shí)現(xiàn)對(duì)圓柱形物體的軸線在其徑向平面內(nèi)平移位置的高速、高分辨率測(cè)量；本技術(shù)采用雙CCD視覺(jué)采集和圖像處理技術(shù)，兩個(gè)呈90度角的攝像頭相配合可以準(zhǔn)確的測(cè)量圓柱形物體的軸線在其徑向平面內(nèi)的平移量。本技術(shù)的基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圓柱形物體的軸線在其徑向平面內(nèi)平移位置的無(wú)接觸、無(wú)干擾、高速度、高分辨率測(cè)量，具有廣闊的應(yīng)用前景。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本技術(shù)進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明1、圖像采集裝置，10、環(huán)形檢測(cè)器，11、攝像頭，12、攝像頭，2、圖像處理裝置，21、圖像采集卡，22、圖像處理單元，23、信號(hào)輸出端口，3、待測(cè)物體，4、數(shù)據(jù)線。具體實(shí)施方式參照?qǐng)DI、圖2，本技術(shù)提供的一種基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置，主要包括圖像采集裝置I和圖像處理裝置2。圖像采集裝置I中，兩個(gè)攝像頭11、12正交并正對(duì)圓柱形的待測(cè)物體3固定安裝在環(huán)形檢測(cè)器10上，分別用于檢測(cè)穿過(guò)環(huán)形檢測(cè)器10的待測(cè)物體3在X軸和Y軸方向上的位移。圖像處理裝置2中，兩根數(shù)據(jù)線4分別將攝像頭11、12采集的圖像輸入給圖像采集卡21，由圖像處理單元22對(duì)圖像進(jìn)行處理，并將檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行描述和通過(guò)信號(hào)輸出端口 23輸出。所述的圖像采集裝置I中，其檢測(cè)器為一種環(huán)形結(jié)構(gòu)，在環(huán)形檢測(cè)器10上固定安裝有兩個(gè)攝像頭11、12，兩個(gè)攝像頭11、12均正對(duì)圓柱形的待測(cè)物體3的中心，且兩個(gè)攝像頭11、12之間的夾角為90度。環(huán)形檢測(cè)器10垂直套在待測(cè)物體3上，其檢測(cè)范圍為環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)圓平面，且該檢測(cè)范圍受兩個(gè)攝像頭11、12的成像范圍的約束，其檢測(cè)對(duì)象為圓柱形的待測(cè)物體3在該檢測(cè)平面上的投影位置。進(jìn)一步，所述的環(huán)形檢測(cè)器10的內(nèi)壁上涂以和待測(cè)物體3互補(bǔ)的顏色，以提高攝像頭11、12輸出信號(hào)的信噪比。所述的圖像處理裝置2是帶有微處理器的數(shù)字信號(hào)處理裝置，包括圖像采集卡21、圖像處理單元22和信號(hào)輸出端口 23，可以安裝在環(huán)形檢測(cè)器10上，也可以是獨(dú)立的裝置。兩根數(shù)據(jù)線4分別將攝像頭11、12連接圖像采集卡21，攝像頭11、12采集的圖像輸入到圖像采集卡21，由圖像處理單元22對(duì)圖像進(jìn)行平滑濾波、二值化處理、邊緣檢測(cè)、軸線識(shí)另O、軸線偏移角度計(jì)算以及偏角矢量求交點(diǎn)等處理，兩個(gè)偏角矢量的相交點(diǎn)即為待測(cè)物體3的軸線在檢測(cè)平面上的投影位置，該投影位置可以采用垂直坐標(biāo)系描述，以模擬信號(hào)或通訊方式通過(guò)信號(hào)輸出端口 23輸出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置，由于采用安裝在環(huán)形檢測(cè)器10上的視覺(jué)傳感器進(jìn)行圖像采集，不僅傳感器與待測(cè)物體3無(wú)接觸，而且無(wú)需在待測(cè)物體3上安裝任何附加裝置，避免了對(duì)待測(cè)物體3自身運(yùn)動(dòng)造成影響，從而保證了測(cè)量精度；視覺(jué)傳感器對(duì)待測(cè)物體3的材質(zhì)、形狀和尺寸無(wú)要求，可適用于不同材質(zhì)、形狀和尺寸的圓柱形物體的測(cè)量；采用高速、高分辨率的CCD攝像頭11、12和高效率的圖像處理算法，并對(duì)計(jì)算結(jié)果以模擬信號(hào)或通訊方式實(shí)時(shí)輸出，可實(shí)現(xiàn)對(duì)圓柱形物體的軸線在其徑向平面內(nèi)平移位置的高速、高分辨率測(cè)量；本技術(shù)采用雙CCD視覺(jué)采集和圖·像處理技術(shù)，兩個(gè)呈90度角的攝像頭11、12相配合可以準(zhǔn)確的測(cè)量圓柱形物體的軸線在其徑向平面內(nèi)的平移量。本技術(shù)的基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圓柱形物體的軸線在其徑向平面內(nèi)平移位置的無(wú)接觸、無(wú)干擾、高速度、高分辨率測(cè)量，具有廣闊的應(yīng)用前景。以上所述僅為本技術(shù)的優(yōu)先實(shí)施方式，只要以基本相同手段本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
基于機(jī)器視覺(jué)的管狀對(duì)象位移識(shí)別裝置，包括圖像采集裝置（1）和圖像處理裝置（2），其特征在于：所述圖像采集裝置（1）包括環(huán)形檢測(cè)器（10），環(huán)形檢測(cè)器（10）垂直套在柱形的待測(cè)物體（3）上，所述環(huán)形檢測(cè)器（10）上設(shè)置有正對(duì)待測(cè)物體（3）的兩個(gè)攝像頭（11、12），所述兩個(gè)攝像頭（11、12）之間的夾角為90度；所述圖像處理裝置（2）包括用于采集視頻信號(hào)的圖像采集卡（21）和用于進(jìn)行圖像處理的圖像處理單元（22），所述攝像頭（11、12）通過(guò)數(shù)據(jù)線（4）連接圖像采集卡（21）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧之江，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江門市蒙德電氣股份有限公司，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：