适用于三维尺寸检测的激光相机系统技术方案

本申请公开了一种适用于三维尺寸检测的激光相机系统，包括：采集器和处理器；其中，采集器包括：摄像单元、激光单元、驱动装置、反馈单元；其中，摄像单元用于采集平面图像；激光单元用于发射出一个激光面以摄像单元所采集的平面图像中具有一条能反映被激光面投射的待检测物的表面深度的激光线；驱动装置用于驱动摄像单元和激光单元同步转动；反馈单元用于反馈与摄像单元或激光单元的转动位置相对应的位置数据；其中，处理器至少与摄像单元和反馈单元分别构成通讯连接以使处理器用于根据图像数据和位置数据以及它们的对应关系获取摄像单元所采集的每帧平面图像中激光线的深度坐标数据从而还原待检测物的表面的三维轮廓的尺寸数据。本申请的有益之处在于提供了一种有效利用了激光面投射原理以及图像成像的原理从而能有效进行三维检测的系统。

【技术实现步骤摘要】
适用于三维尺寸检测的激光相机系统
本申请涉及一种图像检测系统，具体涉及一种适用于三维尺寸检测的激光相机系统。
技术介绍
随着光学相机技术的发展，在工业生产线上越来越多的使用图像采集方案进行产品的检测。现有方案中，采用光学相机移动扫描的方式获取图像从而实现二维形状尺寸的检测，这种方案缺点是相机需要平移运动进行扫描，但是往往平移运动需要精密的导轨来支持，并且因为运动，相机设备的空间占用比较大。现在尚没有一种实现三维轮廓检测的系统。
技术实现思路
一种适用于三维尺寸检测的激光相机系统，包括：采集器和处理器；其中，采集器包括：摄像单元、激光单元、驱动装置、反馈单元；其中，摄像单元用于采集平面图像；激光单元用于发射出一个激光面以摄像单元所采集的平面图像中具有一条能反映被激光面投射的待检测物的表面深度的激光线；驱动装置用于驱动摄像单元和激光单元同步转动；反馈单元用于反馈与摄像单元或激光单元的转动位置相对应的位置数据；其中，处理器至少与摄像单元和反馈单元分别构成通讯连接以使处理器用于：接收摄像单元所采集的图像数据；接收反馈单元所反馈的位置数据；根据图像数据和位置数据以及它们的对应关系获取摄像单元所采集的每帧平面图像中激光线的深度坐标数据；根据深度坐标数据以及位置数据还原待检测物的表面的三维轮廓的尺寸数据。进一步地，反馈单元所反馈的位置数据为角度数据。进一步地，处理器获取的每帧平面图像中激光线的深度坐标数据为该帧平面图像中激光线的每个像素点的对应深度坐标的组合。进一步地，处理器根据深度坐标数据以及位置数据还原待检测物的表面的三维轮廓的尺寸数据。进一步地，处理器根据平面图像中激光线的每个像素点在该帧平面图像中的二维坐标以及该帧平面图像所对应的角度数据计算该帧平面图像中激光线的每个像素点的对应深度坐标。进一步地，处理器根据平面图像中激光线的每个像素点的对应深度坐标生成对应该激光线的单帧轮廓点集的平面图像。进一步地，理器根据单帧轮廓点集对应的平面图像的角度数据拼接为多帧轮廓点集的立体图。进一步地，处理器比对多帧轮廓点集中的各个坐标点所构成的立体轮廓的尺寸与预存在处理器中的标准尺寸，如果立体轮廓的尺寸与标准尺寸差值超过预设范围内，处理器输出报警信息。进一步地，摄像单元的成像平面与激光单元的激光面倾斜相交。进一步地，系统还包括：显示器，用于显示单帧轮廓点集的平面图像或/和多帧轮廓点集的立体图像。本申请的有益之处在于提供了一种有效利用了激光面投射原理以及图像成像的原理从而能有效进行三维检测的系统。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是本申请的一种实施例的适用于三维尺寸检测的激光相机系统的组成框图图2是根据本申请一种实施例的适用于三维尺寸检测的激光相机系统的中采集器的外观示意图；图3是图1所示采集器外壳内部立体结构示意图；图4是图1所示采集器的俯视结构示意图；图5是图1所示采集器的主视机构示意图；图6是图1所示实施例俯视视角时摄像单元的视角与激光单元的激光面的示意图；图7是图5所示部分在旋转平台转动时所覆盖区域的示意图；图8是图1所示实施例中激光单元侧视时激光面的示意图；图9是本申请的基于激光相机的三维尺寸检测方法的步骤示意框图；图10是本申请的激光相机系统的相对位置标定方法的步骤示意框图；图11是本申请的使用激光相机将三维轮廓数据化的方法的步骤示意框图；图12是激光面(激光面投射表面时为激光线)投射在表面凹凸不平的物体时图片示意；图13是处理器获取的单帧轮廓点集的平面图像；图14是单帧轮廓点集的放大后的示意图；图15是处理器获取的多帧轮廓点集的平面图像；图16是图15的放大示意图。图中附图标记的含义：图像采集设备200，外壳201，视窗202，平面采集装置203，控制器204，旋转平台205，激光发射装置206，角度反馈装置207，驱动装置208。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。如图1所示，本申请的适用于三维尺寸检测的激光相机系统包括：采集器、处理器和显示器。其中，采集器包括：摄像单元、激光单元、驱动装置、反馈单元。其中，摄像单元用于采集平面图像；激光单元用于发射出一个激光面以摄像单元所采集的平面图像中具有一条能反映被激光面投射的待检测物的表面深度的激光线；驱动装置用于驱动摄像单元和激光单元同步转动；反馈单元用于反馈与摄像单元或激光单元的转动位置相对应的位置数据。其中，处理器至少与摄像单元和反馈单元分别构成通讯连接，这种通讯连接既可以是通过有线线缆的有线通讯连接，也可以是通过无线网络的无线通讯连接。处理器通过通讯连接接收摄像单元所采集的图像数据和反馈单元所反馈的位置数据。更具体而言，处理器根据图像数据和位置数据以及它们的对应关系获取摄像单元所采集的每帧平面图像中激光线的深度坐标数据；根据深度坐标数据以及位置数据还原待检测物的表面的三维轮廓的尺寸数据。作为具体方案，反馈单元所反馈的位置数据为角度数据。处理器获取的每帧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于三维尺寸检测的激光相机系统，其特征在于：包括：采集器和处理器；/n其中，采集器包括：摄像单元、激光单元、驱动装置、反馈单元；/n其中，摄像单元用于采集平面图像；激光单元用于发射出一个激光面以摄像单元所采集的平面图像中具有一条能反映被激光面投射的待检测物的表面深度的激光线；驱动装置用于驱动摄像单元和激光单元同步转动；反馈单元用于反馈与摄像单元或激光单元的转动位置相对应的位置数据；/n其中，处理器至少与摄像单元和反馈单元分别构成通讯连接以使所述处理器用于：/n接收摄像单元所采集的图像数据；/n接收反馈单元所反馈的位置数据；/n根据图像数据和位置数据以及它们的对应关系获取摄像单元所采集的每帧平面图像中激光线的深度坐标数据；/n根据深度坐标数据以及位置数据还原待检测物的表面的三维轮廓的尺寸数据。/n

【技术特征摘要】
20200409 CN 20201027254491.一种适用于三维尺寸检测的激光相机系统，其特征在于：包括：采集器和处理器；
其中，采集器包括：摄像单元、激光单元、驱动装置、反馈单元；
其中，摄像单元用于采集平面图像；激光单元用于发射出一个激光面以摄像单元所采集的平面图像中具有一条能反映被激光面投射的待检测物的表面深度的激光线；驱动装置用于驱动摄像单元和激光单元同步转动；反馈单元用于反馈与摄像单元或激光单元的转动位置相对应的位置数据；
其中，处理器至少与摄像单元和反馈单元分别构成通讯连接以使所述处理器用于：
接收摄像单元所采集的图像数据；
接收反馈单元所反馈的位置数据；
根据图像数据和位置数据以及它们的对应关系获取摄像单元所采集的每帧平面图像中激光线的深度坐标数据；
根据深度坐标数据以及位置数据还原待检测物的表面的三维轮廓的尺寸数据。


2.根据权利要求1所述的适用于三维尺寸检测的激光相机系统，其特征在于：所述反馈单元所反馈的位置数据为角度数据。


3.根据权利要求2所述的适用于三维尺寸检测的激光相机系统，其特征在于：
所述处理器获取的每帧平面图像中激光线的深度坐标数据为该帧平面图像中激光线的每个像素点的对应深度坐标的组合。


4.根据权利要求3所述的适用于三维尺寸检测的激光相机系统，其特征在于：处理器根据深度坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉国，王天雄，
申请(专利权)人：宁波熠视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33