一種圖像采集裝置的制作方法

本發明屬于機器視覺檢測領域，具體涉及一種物體的表面圖像采集裝置。

背景技術：

目前，在機器視覺領域中，常常會遇到需要對小尺寸的物體表面進行檢測問題。現有的對小尺寸的物體表面進行檢測的方式是使用面陣相機拍照檢測。在檢測的過程中，需要對物體表面進行多次、不同視角的采圖，然后將各個視角的圖像拼接起來，分析物體表面信息。為了使圖像更好地拼接在一起，需要精準地控制采圖的頻率。

而目前，對小尺寸物體進行測量時，是通過手動旋轉物體進行測量。雖然檢測裝置相對簡單，但手動旋轉無法做到精準控制。一般會遇到以下幾個問題：

1.手動旋轉，無法保證勻速旋轉；

2.手動旋轉無法精確地調整轉速，無法保證采集的照片圖樣的清晰度；

3.由于圖像的拼接需要一致的采圖頻率，手動旋轉拼接后的圖像會出現重復區域或缺失區域，后期處理復雜。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種圖像采集完整且無重復區域的圖像采集裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用的一種技術方案是：一種圖像采集裝置，用于采集工件的周向表面圖像信息。所述圖像采集裝置包括依次連接的旋轉機構、控制器和相機，所述旋轉機構用于安裝工件并帶動工件旋轉，所述相機用于對工件表面拍照，所述旋轉機構還能將工件旋轉角度的信號傳輸給控制器，所述控制器根據旋轉機構反饋的工件旋轉角度信號觸發相機對工件拍照，當旋轉機構帶動工件旋轉一周，所述控制器能夠控制相機多次對工件拍照并采集到工件一周表面的圖像信息。

具體的，所述旋轉機構包括電機、底座、編碼器和傳動裝置，所述底座用于安裝工件，所述電機與底座以及電機與編碼器之間通過傳動裝置連接，所述電機工作能夠帶動底座和編碼器的旋轉軸同步旋轉，所述底座旋轉能夠帶動工件旋轉，所述編碼器的旋轉軸旋轉能夠檢測獲得工件的旋轉角度。

優選的，所述傳動裝置為同步帶傳動機構。

進一步的，所述傳動裝置包括安裝在電機轉軸上的主動輪、安裝在底座下部的第一從動輪、安裝在編碼器旋轉軸上的第二從動輪、繞設在主動輪和第一從動輪上的第一同步帶和繞設在主動輪和第二從動輪上的第二同步帶，當電機帶動主動輪轉動時，主動輪能夠帶動第一從動輪和第二從動輪同步轉動。

進一步的，所述主動輪為二級同步帶輪，所述主動輪包括與第一同步帶連接的第一主動輪部和與第二同步帶連接的第二主動輪部，所述第一主動輪部、第二主動輪部、第一從動輪和第二從動輪的輪徑相等。

優選的，所述電機為調速電機，電機的轉速和轉向可調節。

優選的，所述底座為磁性底座，所述底座呈圓臺型，所述底座的上臺面上用于安裝工件。

具體的，所述圖像采集裝置內設置有觸發相機拍照的間隔角，當電機轉動間隔角，所述編碼器發送脈沖信號給控制器，所述控制器根據編碼器的脈沖信號觸發相機拍照。

具體的，所述控制器為PLC控制器。

上下文中所涉及到的前后左右上下等方位詞，是在所述圖像采集裝置的正常使用時的方位作定義的。

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

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：采用旋轉機構帶動工件旋轉，控制器根據旋轉機構帶動工件旋轉的角度控制相機拍照。本發明能夠采集到工件完整的一周表面的圖像信息，拍攝工件表面的每張照片對應的視角間隔相等，拍攝工件表面的所有照片之間無重復的采集區域，方便工件表面圖像的拼接。

附圖說明

圖1為圖像采集裝置的旋轉機構的立體結構示意圖；

圖2為圖像采集裝置的旋轉機構的主視圖；

圖3為圖像采集裝置的旋轉機構的左視圖；

圖4為圖像采集裝置的旋轉機構的俯視圖；

圖5為圖像采集裝置的模塊原理圖；

其中：1、電機；2、底座；3、編碼器；4、主動輪；5、第一從動輪；6、第二從動輪；7、第一同步帶；8、第二同步帶；31、旋轉軸；41、第一主動輪部；42、第二主動輪部；10、旋轉機構；20、控制器；30、相機；100、工件。

具體實施方式

如圖1至圖5所示，本發明所述的一種圖像采集裝置，用于采集工件100的周向表面圖像信息。所述圖像采集裝置包括依次連接的旋轉機構10、控制器20和相機30。所述控制器20采用PLC控制器。所述旋轉機構10用于安裝工件100并帶動工件100旋轉。所述相機30用于對工件100表面拍照。所述旋轉機構10還能將工件100旋轉角度的信號傳輸給控制器20，所述控制器20根據旋轉機構10反饋的工件100旋轉角度信號觸發相機30對工件100拍照。當旋轉機構10帶動工件100旋轉一周，所述控制器20能夠控制相機30多次對工件100拍照并采集到工件100一周表面的圖像信息。

具體的說，所述旋轉機構10包括電機1、底座2、編碼器3和傳動裝置。所述底座2用于安裝工件100。所述底座2為磁性底座，所述底座2呈圓臺型，所述底座2的上臺面上用于安裝工件100。磁性底座能夠方便安裝鐵磁性的工件100。工件100無需用緊固件機械式的固定在底座2上，只需放置在底座2的上臺面上就能很好地保證工件100隨底座2一起運動，而且拆卸時也非常方便，適合流水線的作業。底座2的上臺面能夠適應多種尺寸的工件100，適應性強。

所述電機1在本實施例中選擇的是調速電機。電機1的轉速和轉向可調節，這樣能夠調整電機1的轉速以配合相機30拍攝工件100的頻率。

所述電機1與底座2以及電機1與編碼器3之間通過傳動裝置連接。所述電機1工作能夠帶動底座2和編碼器3的旋轉軸31同步旋轉，所述底座2旋轉能夠帶動工件100旋轉，所述編碼器3的旋轉軸31旋轉能夠檢測獲得工件100的旋轉角度。

本實施例中，所述傳動裝置采用的是同步帶傳動機構。所述傳動裝置包括安裝在電機1轉軸上的主動輪4、安裝在底座2下部的第一從動輪5、安裝在編碼器3旋轉軸31上的第二從動輪6、第一同步帶7和第二同步帶8。所述主動輪4為二級同步帶輪，所述主動輪4包括第一主動輪部41和第二主動輪部42，所述第一主動輪部41、第二主動輪部42、第一從動輪5和第二從動輪6的輪徑相等。所述第一同步帶7繞設在第一主動輪部41和第一從動輪5上的第一同步帶7上，所述第二同步帶8繞設在第二主動輪42和第二從動輪6上。當電機1帶動主動輪4轉動時，主動輪4能夠帶動第一從動輪5和第二從動輪6同步轉動。這樣，就能保證編碼器3準確地檢測到安裝在底座2上的工件100旋轉的角度。

所述圖像采集裝置內設置有觸發相機30拍照的間隔角θ，當電機1轉動間隔角θ，所述編碼器3發送脈沖信號給控制器20。所述控制器20根據編碼器3的脈沖信號觸發相機30拍照。這樣工件100旋轉一周360°就能轉過多個間隔角θ，相機30能夠拍攝多個視角的工件100表面圖像，將所述的多個視角的工件100表面圖像依次拼接就能獲得工件100完整的一周表面圖像信息，不會缺失也不會重復，拼接的效果大大提高，方便了后期的處理。本發明能夠采集到工件100完整的一周表面的圖像信息，拍攝工件100表面的每張照片對應的視角間隔相等。

如上所述，我們完全按照本發明的宗旨進行了說明，但本發明并非局限于上述實施例和實施方法。相關技術領域的從業者可在本發明的技術思想許可的范圍內進行不同的變化及實施。