[发明专利]一种用于工件尺寸测量的工业线扫相机测量装置

说明书

本发明公开了一种用于工件尺寸测量的工业线扫相机测量装置，其包括两套相机组件、传送带和触发机构；所述相机组件分别包括具有一端开口的盒子、线扫相机、光源和调距结构，所述线扫相机通过所述调距结构可滑动地安装在所述盒子内并通过所述开口采集图像，所述光源安装在所述盒子内并位于所述线扫相机的上方；两套相机组件分别安装在所述传送带的上方和侧方用以分别采集传送带的工件的长度和宽度以及高度，所述触发机构感应工件并控制连接所述光源。本发明采用一体化的设计方法，将线扫相机图像采集、光源配置及触发、运动机构调焦等功能集成于一个装置之中，参数设置和调整非常方便。

技术领域

本发明涉及一种用于工件尺寸测量的工业线扫相机测量装置。

背景技术

随着企业自动化程度的不断提高和对质量更加严格的控制要求，迫切需要机器视觉来代替人工检测，采用机器视觉可以完成人工很难实现的任务，特别是劳动强度高、环境恶劣情况下的工件检测任务。当前，中国的工业生产正从依赖廉价劳动力向更高程度的自动化生产，然而，我国早期的工业设备自动化程度普遍较低，对于这些设备和传统的人工操作，需要大量的更新换代，这带来了对包括机器视觉在内的庞大自动化设备市场需求。

根据相机传感器架构进行区分，工业机器视觉系统可分为面扫描(Area-scan)和线扫描(Line-scan)。面扫描适用于固定尺寸的静态成像，一次曝光即可完成图像的采集，线扫描用于连续运动物体或需要连续的高分辨率成像的场合。面阵相机价格便宜，目前，市面上的影像检测系统大多采用面阵扫描的方式，但其突出的弊端是成像范围有限。因此面阵相机只能用于小尺寸工件的缺陷检测和尺寸测量。

工业生产常常需要面对很大尺寸用料的测量，对于尺寸超过一米的工件，往往采用线扫相机实施检测和测量。然而，由于工业线扫相机及镜头价格非常昂贵，市场普及率不高，相关技术也并不完善。目前市场上对于工业线扫相机机器视觉系统多采用分散的购置方案，这种方案需要分别购置相机、镜头、光源等仪器设备，不仅增加了不同设备之间协调的难度，系统的硬件参数调整也非常繁琐，而且对于分散的设备，需要反复测试，以确定型号是否适合，提高了系统成本。同时，由于没有一个通用化系统标准，难以形成稳定可靠、性能一致的集成化系统检测方案。因此，如何有效将工业线扫相机系统的各个功能部件整合在一起，并形成一个统一完整的系统解决方案，成为目前工业自动化生产，尤其是大尺寸工件检测亟需解决的关键问题。

发明内容

针对当前线扫工业相机在工件检测时存在的参数调整不便、接口众多、配置繁琐等问题，本发明提出一种成套的工业线扫机视觉解决方案，将线扫相机图像采集、光源配置及触发、运动机构调焦等功能集成于一个装置之中，并给出了这套装置在实际测量工件尺寸时不同工位下所采取的测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于工件尺寸测量的工业线扫相机测量装置，包括两套相机组件、传送带和触发机构；所述相机组件分别包括具有一端开口的盒子、线扫相机、光源和调距结构，所述线扫相机通过所述调距结构可滑动地安装在所述盒子内并通过所述开口采集图像，所述光源安装在所述盒子内并位于所述线扫相机的上方；两套相机组件分别安装在所述传送带的上方和侧方用以分别采集传送带的工件的长度和宽度以及高度，所述触发机构感应工件并控制连接所述光源；位于所述传送带的侧方的相机组件根据实际获得的线扫扫描图像进行背景分割，逐行扫描像素的数量并取均值取得工件的高度，然后将测量好高度的工件，与图像像素做映射标定，取得标定参数，通过标定参数测量后续工件的高度；位于传送带的上方的相机组件采用与位于传送带的侧方的相机组件测量高度相同的方法测量工件的长度；位于传送带的上方的相机组件采用聚类方法测量数据点距宽度中心的距离，将偏离数据点过大的数据去除，然后从测量宽度中提取若干处位置，取均值获得工件的宽度。

在另一较佳实施例中，所述调距结构包括手轮、丝杆、导轨和滑块，所述丝杆通过手轮可转动地安装在所述盒子上，所述滑块在所述丝杆和所述导轨上滑动，所述线扫相机安装在所述滑块上，通过转动手轮所述线扫相机在所述盒子内移动。