本实用新型专利技术涉及一种球形物料图像采集装置。它包括张紧链轮(1)、输送链(2)、托辊驱动装置(4)、驱动链轮(5)、步进驱动系统(6)和两套CCD采像单元(9)；其中，张紧链轮(1)和驱动链轮(5)将输送链(2)撑张成环形链带结构，步进驱动系统(6)通过驱动链轮(5)带动输送链(2)进行环形运动；输送链(2)的上边为紧边，托辊驱动装置(4)位于输送链(2)紧边下方的采像工位处；两套CCD采像单元(9)的光轴均通过采像工位的球形物料(3)的球心，位于采像工位的球形物料(3)的纵向对称面(8)内，并且对称于采像工位的球形物料(3)的横向对称面(11)。本实用新型专利技术避免了球形物料表面信息的遗漏，有效降低了图象的失真程度，可为依据球形物料表面质量进行的精确分级提供全面和更真实信息。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及图像采集装置，尤其涉及一种获取球形物料表面信息的图像采集 装置。
技术介绍
随着电子技术、计算机技术、图像处理技术的发展，基于机器视觉技术的表面质量 分级技术得到广泛应用。图像采集装置是表面质量分级系统的核心部件。采集全面、准确 的物料表面信息是进行准确质量判别和分级的基础。 球形物料表面各部分通常情况下所包含的表面信息不同。一些对球形表面要求较 高的分级作业，需要获取球形物料表面全部、真实的信息。为此，常需要在相对球形物料的 多个方位采像，采用的方法包括：在球形物料周围布置多个成像系统同时采像、利用物料相 对单成像系统旋转多次采像、利用透镜或面镜和单成像系统采像以及更复杂的采像方法成 像。 已有技术中，对于尺寸较大、形状规整的球形物料，通常采用旋转托辊等结构增加 物料相对采像系统的转动，并通过多次采像以尽量多地获得物料表面的全部、真实的信息。 目前广泛使用的基于机器视觉的连续分级设备，大多采用滚子式输送机构来实现球形物料 输送过程中的翻转，以使相机捕捉到运动中的球形物料更多的表面信息。但相机对滚子式 输送机构上的球形物料连续采像时，由于球形物料相对成像系统相对位置实时变化，导致 图像中各种特征要素的比例失真，为此，在运算判断时需要用复杂的数学运算模型对采集 到的信息进行修正，增加了数据处理时间。 在中国专利CN101933417A中，名称为"基于机器视觉的玉米考种装置"，提出了 一种通过设置两个反光镜，利用一次采像来获得物料表面全部信息的采像方法。但获得的 图像仍存在较大失真，仍需对反光镜中的图像进行几何校正，当以物料表面的特征区域为 指标进行分选时分级精度仍然不高。
技术实现思路
为了克服以上技术问题，本技术的目的在于提供一种能有效、全面、真实地采 集球形物料表面信息的球形物料图像采集装置。 为了达到上述目的，本技术提供了如下技术方案： 一种球形物料图像采集装置，其包括张紧链轮1、输送链2、托辊驱动装置4、驱动 链轮5、步进驱动系统6、两套CCD采像单元9和补光灯10 ; 其中，张紧链轮1和驱动链轮5将输送链2撑张成环形链带结构，步进驱动系统6 的驱动轴与驱动链轮5的轴连接，步进驱动系统6通过驱动链轮5带动输送链2做环形间 歇运动，输送链2的上边为紧边； 所述输送链2包括多个承托球形物料3的链节12,每个链节12包括链节框架14、 托辊13、链节销轴16和滚轮17 ;其中，两根托辊13装在链节框架14内，两托辊13关于链 节框架14的纵对称面对称，托辊13的一端分别固定布置有齿轮15,两托辊13上的齿轮15 位于链节框架14的同一侧；多个链节12通过链节销轴16首尾相接形成环形，每个链节销 轴16的两端均布置有滚轮1 ; 补光灯10竖直布置于输送链2紧边的上方；输送链2停顿时，补光灯10的光轴 通过其正下方的链节12上承托的球形物料3的球心，停顿于补光灯10正下方的链节12的 位置为采像工位； 两套(XD采像单元9的光轴均通过采像工位的球形物料3的球心，位于采像工位 的球形物料3的纵向对称面8内，并且对称于采像工位的球形物料3的横向对称面11 ; 所述托辊驱动装置4位于输送链2紧边下方的采像工位处，包括托架18、电机19 和长齿辊20 ;其中，电机19的驱动轴与长齿辊20连接，装于托架18的纵对称面内；托架18 内侧配置有相对布置的两条滑轨21，输送链2经过托辊驱动装置4时，链节销轴16两端的 滚轮17分别位于两条滑轨21内，长齿辊20与两托辊13端部的齿轮15啮合。 每套(XD采像单元9的成像区域均能全部覆盖球形物料3,且与每套(XD采像单 元9同侧的球形物料3的球面与水平轴7的交点必须出现在每幅图像中；两套CCD采像单 元9每次采像和相邻两次采像的覆盖区域均有部分重叠。在采像工位，如每套CCD采像单元9的光轴与水平面的夹角为a，每套CCD采像单 元9的每次采像区域为球形物料的球心角为h的球冠，yf180° ;为了减少图像的过 度失真，有效采像区域缩减为球心角为y的球冠，y< ，并保证两套CCD采像单元9的 有效采像区域仍存在部分重叠，则：【主权项】1. 一种球形物料图像采集装置，其特征在于： 包括张紧链轮（1)、输送链（2)、托辊驱动装置（4)、驱动链轮（5)、步进驱动系统（6)、两 套CCD采像单元（9)和补光灯（10); 其中，张紧链轮（1)和驱动链轮（5)将输送链（2)撑张成环形链带结构，步进驱动系统 (6)的驱动轴与驱动链轮（5)的轴连接，步进驱动系统（6)通过驱动链轮（5)带动输送链 (2)做环形间歇运动，输送链（2)的上边为紧边； 所述输送链（2)包括多个承托球形物料（3)的链节（12)，每个链节（12)包括链节框 架（14)、托辊（13)、链节销轴（16)和滚轮（17);其中，两根托辊（13)装在链节框架（14) 内，两托辊（13)关于链节框架（14)的纵对称面对称，托辊（13)的一端分别固定布置有齿 轮（15)，两托辊（13)上的齿轮（15)位于链节框架（14)的同一侧；多个链节（12)通过链 节销轴（16)首尾相接形成环形，每个链节销轴（16)的两端均布置有滚轮（1); 补光灯（10)竖直布置于输送链⑵紧边的上方；输送链⑵停顿时，补光灯（10)的光 轴通过其正下方的链节（12)上承托的球形物料（3)的球心，停顿于补光灯（10)正下方的 链节（12)的位置为采像工位； 两套CCD采像单元（9)的光轴均通过采像工位的球形物料（3)的球心，位于采像工位 的球形物料（3)的纵向对称面（8)内，并且对称于采像工位的球形物料（3)的横向对称面 (11); 所述托辊驱动装置（4)位于输送链（2)紧边下方的采像工位处，包括托架（18)、电机 (19)和长齿辊（20);其中，电机（19)的驱动轴与长齿辊（20)连接，装于托架（18)的纵 对称面内；托架（18)内侧配置有相对布置的两条滑轨（21)，输送链（2)经过托辊驱动装置 (4)时，链节销轴（16)两端的滚轮（17)分别位于两条滑轨（21)内，长齿辊（20)与两托辊 (13)端部的齿轮（15)啮合。2. 根据权利要求1所述的一种球形物料图像采集装置，其特征在于：每套CCD采像单 元（9)的成像区域均能全部覆盖球形物料（3)，且与每套CCD采像单元（9)同侧的球形物 料⑶的球面与水平轴（7)的交点必须出现在每幅图像中；两套CCD采像单元（9)每次采 像和相邻两次采像的覆盖区域均有部分重叠。3. 根据权利要求1或2所述的一种球形物料图像采集装置，其特征在于：在采像工位， 如每套CCD采像单元（9)的光轴与水平面的夹角为a，每套CCD采像单元（9)的每次采像 区域为球形物料的球心角为y〇的球冠，y180° ;为了减少图像的过度失真，有效采像 区域缩减为球心角为y的球冠，y<y〇,并保证两套CCD采像单元（9)的有效采像区域 仍存在部分重叠，则：且满足n|3多360°，n为正整数时n的最小值，S卩为可完全覆盖半球表面的最小采像 次数； 其中，0为球形物料（3)的球冠底面与半球底面相交出割线对应半球底面的圆心角。【专利摘要】本技术涉及一种球形物料图像采集装置。它包括张本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种球形物料图像采集装置，其特征在于：包括张紧链轮(1)、输送链(2)、托辊驱动装置(4)、驱动链轮(5)、步进驱动系统(6)、两套CCD采像单元(9)和补光灯(10)；其中，张紧链轮(1)和驱动链轮(5)将输送链(2)撑张成环形链带结构，步进驱动系统(6)的驱动轴与驱动链轮(5)的轴连接，步进驱动系统(6)通过驱动链轮(5)带动输送链(2)做环形间歇运动，输送链(2)的上边为紧边；所述输送链(2)包括多个承托球形物料(3)的链节(12)，每个链节(12)包括链节框架(14)、托辊(13)、链节销轴(16)和滚轮(17)；其中，两根托辊(13)装在链节框架(14)内，两托辊(13)关于链节框架(14)的纵对称面对称，托辊(13)的一端分别固定布置有齿轮(15)，两托辊(13)上的齿轮(15)位于链节框架(14)的同一侧；多个链节(12)通过链节销轴(16)首尾相接形成环形，每个链节销轴(16)的两端均布置有滚轮(1)；补光灯(10)竖直布置于输送链(2)紧边的上方；输送链(2)停顿时，补光灯(10)的光轴通过其正下方的链节(12)上承托的球形物料(3)的球心，停顿于补光灯(10)正下方的链节(12)的位置为采像工位；两套CCD采像单元(9)的光轴均通过采像工位的球形物料(3)的球心，位于采像工位的球形物料(3)的纵向对称面(8)内，并且对称于采像工位的球形物料(3)的横向对称面(11)；所述托辊驱动装置(4)位于输送链(2)紧边下方的采像工位处，包括托架(18)、电机(19)和长齿辊(20)；其中，电机(19)的驱 动轴与长齿辊(20)连接，装于托架(18)的纵对称面内；托架(18)内侧配置有相对布置的两条滑轨(21)，输送链(2)经过托辊驱动装置(4)时，链节销轴(16)两端的滚轮(17)分别位于两条滑轨(21)内，长齿辊(20)与两托辊(13)端部的齿轮(15)啮合。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张绍英，刘婷，王叶群，姚刚，魏文军，李海涛，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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