一种图像采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种图像采集系统，包括：相机，用于拍摄目标物体表面的图像；处理器，用于处理相机在相对一目标物体运动时所拍摄的该目标物体表面的图像以识别相机的清晰成像面与目标物体表面重合的部分。本发明专利技术的有益之处在于：提供一种图像采集系统和方法，该系统和方法无需事先调整待测物体/相机的空间位置，仍能够获得目标物体表面的清晰图像。

An image acquisition system

【技术实现步骤摘要】
一种图像采集系统
本专利技术涉及图像采集系统和方法。
技术介绍
在通过照相机、摄像机等图像采集装置采集目标物体的图像时，往往需要根据光学成像关系，调整照相机、摄像机的焦距、光圈等参数或者照相机、摄像机与目标物体之间的方向、距离等相对关系。这样的调整步骤使采集目标物体图像的工作变得异常复杂。尽管现在的照相机具有自动变焦能功能，但是由于相机本身景深范围的限制，特别是在微距摄影中，相机无法通过自动变焦等调节操作获取具有一定长度的物体表面的完整、清晰的图像。
技术实现思路
一种图像采集系统，图像采集系统包括：相机，用于拍摄目标物体表面的图像；处理器，用于处理相机在相对一目标物体运动时所拍摄的该目标物体表面的图像以识别相机的清晰成像面与目标物体表面重合的部分。进一步的，图像采集系统还包括：驱动设备，用于驱动相机或/和目标物以使目标物的待拍摄部分能分时地出现在相机的清晰成像面中。进一步的，驱动设备驱动目标物绕一旋转轴线而转动，旋转轴线平行于相机的清晰成像面。进一步的，驱动设备驱动目标物沿一直线轨迹运动。进一步的，处理器包括：梯度处理单元，用于计算图像中像素/像素组的图像参数的梯度值；处理器根据图像参数梯度值的峰值识别相机的清晰成像面与目标物体表面重合的部分。进一步的，图像参数包括亮度、灰度、饱和度和对比度中的一种或几种。进一步的，处理器包括：去噪单元，用于对物体表面的图像进行去噪处理；梯度处理单元处理经过去噪处理的图像。进一步的，处理器记录图像参数梯度值的峰值对应的像素/像素组的位置信息。进一步的，图像采集系统还包括：扫描相机，用于获取目标物体轮廓的位置信息；存储器，用于存储相机的清晰成像面的位置信息；处理器根据目标物体轮廓的位置信息与相机的清晰成像面的位置信息计算目标物体表面与相机的清晰成像面的重合之处。进一步的，位置信息包括坐标信息。进一步的，扫描相机为线阵相机。进一步的，扫描相机为面阵相机。进一步的，图像采集系统还包括：激光发射装置，用于发射激光，激光组成的区域包含相机的清晰成像面。进一步的，激光发射装置发射若干条相互平行的线状激光，若干条相互平行的线状激光位于同一平面内。进一步的，激光发射装置发射面状激光。进一步的，面状激光的光强均匀分布。进一步的，相机为多色相机，多色相机至少包括两个色彩通道。进一步的，多色相机包括RGB三个通道。进一步的，图像采集系统包括若干个相机，若干个相机中的至少两个相机相对设置以使目标物位于它们之间。进一步的，图像采集系统包括至少三个相机，至少三个相机的主光轴平行于同一个平面。进一步的，至少三个相机的清晰成像面在垂直于清晰成像面的投影平面上的投影线段形成封闭的图形。进一步的，至少三个相机的主光轴共面。进一步的，图像采集系统包括四个相机，四个相机呈中心对称设置。进一步的，相机包括透镜和图像传感器，透镜定义有一条主光轴，图像传感器定义有一个传感平面，主光轴与传感平面相交形成的角度的范围介于25°与85°之间。本专利技术的有益之处在于：提供一种图像采集系统和方法，该系统和方法无需事先调整待测物体/相机的空间位置，仍能够获得目标物体表面的清晰图像。附图说明图1A-1C是本专利技术的多种图像采集系统示意图；图2是扫描相机工作状态示意图；图3A是一种工业检测系统的系统框图；图3B是一种工业检测系统的示意图；图4是一种编码器安装方式示意图；图5A是一种具有偏置构成的相机的立体示意图；图5B是一种具有偏置构成的相机的内部示意图；图6A是包含3个相机的图像采集子系统的示意图；图6B-6D是包含3个相机的图像采集子系统的各个相机的清晰成像面P的位置关系示意图；图7A是一种边缘磨砂玻璃瑕疵部分图像的示意图；图7B是另一种边缘磨砂玻璃瑕疵部分图像的示意图；图8A是工业检测系统的条状光源的示意图；图8B-8D是工业检测系统的环状光源的示意图；图9A是包含位置获知系统的工业检测系统利用融合前的图像判断边缘磨砂玻璃边缘瑕疵的流程图；图9B是包含位置获知系统的工业检测系统利用融合后的图像判断边缘磨砂玻璃边缘瑕疵的流程图。具体实施方式清晰成像面P对于一个图像采集装置，比如相机、摄像机、扫描仪等，通过光学原理可知，如果没有改变图像采集装置中光学、电子元件的型号、位置等物理条件，相机能够清晰成像的距离和范围往往是固定的。如图1A-1C所示，将能被相机101清楚拍摄的区域，定义为清晰成像面P。一般而言，清晰成像面P的形状取决于相机101的硬件，特别是图像传感器的形状，图1A-1C中仅仅为了示意而将其示例画成矩形，实际上，清晰成像面P可以为任意的形状。清晰成像面P的尺寸及其与相机101间的距离、角度，由透镜和图像传感器之间的相对关系决定。图像采集系统图像采集系统至少包括图像采集装置和处理器，这里以相机作为图像采集装置。相机的清晰成像面P与目标物体表面平行在进行微距摄像时，往往需要相机近距离地拍摄被拍摄物104。如图1A所示，102为载物装置，用于放置目标物体104。103为定位块，用于固定目标物体104的位置。如果被拍摄物104需要拍摄的部分恰好是平面，且刚好在清晰成像平面P内，才可以获得被拍摄部分完整、清晰的图像。但是若如图1B所示，被拍摄物104位置发生变化(或者其本身不存在平面结构)，此时被拍摄物104如果被相机101拍摄，则由于近距离拍摄的相机的景深较小，从而被拍摄物104的不在清晰成像面P内的部分则无法获得清晰的成像。在这种情况下，即使通过调整相机101的焦距或调整相机101与被拍摄物104的相对距离，均无法获得被拍摄物104被拍摄部分完整、清晰的图像。相机的清晰成像面P与目标物体表面不平行本专利技术提供一种图像采集系统包括：相机101、驱动设备107和处理器(图1A和图1B未示出)。其中，相机101用于拍摄一个被拍摄物的图像。相机101可以采用可变焦相机也可以采用固定焦距的相机。驱动设备107既可以驱动相机101也可以驱动被拍摄物104，或者同时驱动它们。本实施例中，驱动设备107为一个电机。作为一种具体的方案，驱动设备包括一个用于接触、盛放或传送被拍摄物104的载物装置102，该载物装置102受到驱动设备的驱动而带动被拍摄物104的运动。这样的好处是，不必频繁地调整相机101。如图1B、1C所示，在相机的清晰成像面P与物体表面不平行的情况下，无论怎样调节焦距/物距，相机的清晰成像面P都不能与目标物体的表面完整地重叠。此时，相机的清晰成像面P与目标物体表面从几何关系上看往往只有一条交线。这种情况下，相机拍摄的照片中仅有部分图像是清晰的，该清晰之处即为相机的清晰成像面P与目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像采集系统，其特征在于：/n所述图像采集系统包括：/n相机，用于拍摄目标物体表面的图像；/n处理器，用于处理所述相机在相对一目标物体运动时所拍摄的该目标物体表面的图像以识别所述相机的清晰成像面与所述目标物体表面重合的部分。/n

【技术特征摘要】
20180525 CN 2018105178899;20180712 CN 2018107638041.一种图像采集系统，其特征在于：
所述图像采集系统包括：
相机，用于拍摄目标物体表面的图像；
处理器，用于处理所述相机在相对一目标物体运动时所拍摄的该目标物体表面的图像以识别所述相机的清晰成像面与所述目标物体表面重合的部分。


2.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于：
所述图像采集系统还包括：
驱动设备，用于驱动相机或/和所述目标物以使所述目标物的待拍摄部分能分时地出现在所述相机的清晰成像面中。


3.根据权利要求2所述的图像采集系统，其特征在于：
所述驱动设备驱动所述目标物绕一旋转轴线而转动，所述旋转轴线平行于所述相机的清晰成像面。


4.根据权利要求2所述的图像采集系统，其特征在于：
所述驱动设备驱动所述目标物沿一直线轨迹运动。


5.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于：
所述处理器包括：
梯度处理单元，用于计算图像中像素/像素组的图像参数的梯度值；
所述处理器根据所述图像参数梯度值的峰值识别所述相机的清晰成像面与目标物体表面重合的部分。


6.根据权利要求5所述的图像采集系统，其特征在于：
所述处理器包括：
去噪单元，用于对物体表面的图像进行去噪处理；
所述梯度处理单元处理经过去噪处理的图像。


7.根据权利要求5所述的图像采集系统，其特征在于：
所述处理器记录所述图像参数梯度值的峰值对应的像素/像素组的位置信息。


8.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于：
所述图像采集系统还包括：
扫描相机，用于获取目标物体轮廓的位置信息；
存储器，用于存储所述相机的清晰成像面的位置信息；
所述处理器根据所述目标物体轮廓的位置信息与所述相机的清晰成像面的位置信息计算所述目标物体表面与所述相机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，王玉国，王天雄，童磊，孙叠，
申请(专利权)人：上海翌视信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31