專利名稱：一種線掃描相機(jī)機(jī)器裝置及其視覺(jué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)器視覺(jué)圖像測(cè)量與模式識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種線掃描相機(jī)機(jī)器裝置及其視覺(jué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，一般是使用面陣相機(jī)作為圖像采集設(shè)備，但是面陣相機(jī)在高精度測(cè)量領(lǐng)域有很大的局限性，同時(shí)面陣的圖像，在對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的測(cè)量方面也有很大的局限性，因?yàn)樯傻膱D像之間有信息的重疊，而對(duì)所生成的圖像進(jìn)行拼接是非常繁瑣和費(fèi)時(shí)的過(guò)程。與面陣相機(jī)相比，線掃描圖像采集設(shè)備有許多優(yōu)點(diǎn)。線掃描圖像采集設(shè)備每次輸出一條線，圖像的分辨率能做得很高，同時(shí)，線掃描圖像采集設(shè)備的曝光時(shí)間比較短，而且當(dāng)調(diào)節(jié)掃描對(duì)象與線掃描圖像采集設(shè)備的相對(duì)速度時(shí)，連續(xù)采集m線數(shù)據(jù)拼接起來(lái)就可以生成清晰完整的景物。線掃描圖像采集設(shè)備對(duì)機(jī)器視覺(jué)在高速且高精度的在線檢測(cè)(例如印刷、布印、玻璃缺陷檢測(cè)這樣的高精度定位場(chǎng)合)的應(yīng)用場(chǎng)合中起著關(guān)鍵的作用。近年來(lái)，線掃描檢測(cè)系統(tǒng)在機(jī)器視覺(jué)相關(guān)課程中漸漸受到重視，但是很多學(xué)生對(duì)于線掃描檢測(cè)系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)不清楚，難以理解講授的理論知識(shí)，鑒于上述原因，在多年潛心研究和技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，研制開(kāi)發(fā)了一種線掃描視覺(jué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法及裝置，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種線掃描相機(jī)機(jī)器裝置及其視覺(jué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，具有低成本、可擴(kuò)展、基礎(chǔ)性與創(chuàng)新性并舉的優(yōu)點(diǎn)，并且還能進(jìn)行展示線掃描相機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合的應(yīng)用。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種線掃描相機(jī)機(jī)器裝置，包括線掃描相機(jī)采集裝置2，線掃描相機(jī)采集裝置2同帶有計(jì)算機(jī)圖形界面軟件及編程接口的計(jì)算機(jī)裝置3相通信連接，線掃描相機(jī)采集裝置2 由支架4支撐固定并且能夠上下移動(dòng)調(diào)整，而在線掃描相機(jī)采集裝置2的相機(jī)采集范圍內(nèi)設(shè)置有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置1，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置1同線掃描相機(jī)采集裝置2相連接。所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置1由兩個(gè)以上的滾柱11，滾柱11上帶有能被滾柱11水平傳動(dòng)的履帶12，帶有同軸安裝的旋轉(zhuǎn)編碼器14的電機(jī)13同滾柱11軸連接。所述的線掃描相機(jī)采集裝置2包括帶有鏡頭22和線光源23的線掃描相機(jī)21，線掃描相機(jī)21與采集控制卡M之間通過(guò)Camera-Link傳輸線25連接，采集控制卡M的控制接口同電機(jī)13的電源適配器相連接，采集控制卡M的信號(hào)輸入接口同旋轉(zhuǎn)編碼器14相連接，而采集控制卡M的通信接口通過(guò)PCI總線同計(jì)算機(jī)裝置3相通信連接。所述的計(jì)算機(jī)圖形界面軟件分三個(gè)面板，分別為電機(jī)轉(zhuǎn)速控制面板、線掃描相機(jī)控制面板和實(shí)時(shí)顯示面板，編程接口包括電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制函數(shù)接口，獲取旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)速的函數(shù)接口以及與線掃描相機(jī)通訊的函數(shù)接口。所述的線掃描相機(jī)機(jī)器裝置的視覺(jué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法為順次如下(1)首先開(kāi)啟計(jì)算機(jī)裝置3，同時(shí)接通電機(jī)13的電源，將目標(biāo)物放在履帶12上；(2)打開(kāi)計(jì)算機(jī)圖形界面軟件，按照默認(rèn)值設(shè)定電機(jī)13的轉(zhuǎn)速以及線掃描相機(jī)21 的掃描速度，隨后滾柱11通過(guò)履帶12帶動(dòng)目標(biāo)物水平移動(dòng)，并查看實(shí)時(shí)顯示面板的圖像， 是否是等比例圖像，如果不是等比例圖像，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制面板或者線掃描相機(jī)控制面板分別調(diào)整電機(jī)13的轉(zhuǎn)速或者線掃描相機(jī)21的掃描速度達(dá)到等比例圖像為止；(3)運(yùn)行計(jì)算機(jī)裝置3預(yù)設(shè)的缺陷檢測(cè)的實(shí)例，查看線掃描相機(jī)機(jī)器裝置在移動(dòng)目標(biāo)物缺陷實(shí)時(shí)檢測(cè)的效果。本發(fā)明包括線掃描相機(jī)采集裝置，線掃描相機(jī)采集裝置同帶有計(jì)算機(jī)圖形界面軟件及編程接口的計(jì)算機(jī)裝置相通信連接，線掃描相機(jī)采集裝置由支架支撐固定并且能夠上下移動(dòng)調(diào)整，而在線掃描相機(jī)采集裝置的相機(jī)采集范圍內(nèi)設(shè)置有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置同線掃描相機(jī)采集裝置相連接，這樣通過(guò)其視覺(jué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法而具有低成本、可擴(kuò)展、基礎(chǔ)性與創(chuàng)新性并舉的優(yōu)點(diǎn)，并且還能進(jìn)行展示線掃描相機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合的應(yīng)用。


附圖為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)工作原理連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說(shuō)明。如附圖所示，線掃描相機(jī)機(jī)器裝置，包括線掃描相機(jī)采集裝置2，線掃描相機(jī)采集裝置2同帶有計(jì)算機(jī)圖形界面軟件及編程接口的計(jì)算機(jī)裝置3相通信連接，線掃描相機(jī)采集裝置2由支架4支撐固定并且能夠上下移動(dòng)調(diào)整，支撐支架4采用鋁合金材質(zhì)，而在線掃描相機(jī)采集裝置2的相機(jī)采集范圍內(nèi)設(shè)置有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置1，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置1同線掃描相機(jī)采集裝置2相連接。所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置1由兩個(gè)的滾柱11，滾柱11上帶有能被滾柱11水平傳動(dòng)的履帶12，帶有同軸安裝的旋轉(zhuǎn)編碼器14的電機(jī)13同滾柱11軸連接。所述的線掃描相機(jī)采集裝置2包括帶有鏡頭22和線光源23的線掃描相機(jī)21，線掃描相機(jī)21與采集控制卡M之間通過(guò)Camera-Link傳輸線25 連接，采集控制卡M的控制接口同電機(jī)13的電源適配器相連接，采集控制卡M的信號(hào)輸入接口同旋轉(zhuǎn)編碼器14相連接，而采集控制卡M的通信接口通過(guò)PCI總線同計(jì)算機(jī)裝置 3相通信連接。所述的計(jì)算機(jī)圖形界面軟件分三個(gè)面板，分別為電機(jī)轉(zhuǎn)速控制面板、線掃描相機(jī)控制面板和實(shí)時(shí)顯示面板，編程接口包括電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制函數(shù)接口，獲取旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)速的函數(shù)接口以及與線掃描相機(jī)通訊的函數(shù)接口，采用有機(jī)玻璃材質(zhì)，剛度好而慣量小， 兩個(gè)滾柱11之間的距離Im ；履帶12采用橡膠帶，寬0. 8m ；電機(jī)13采用交流調(diào)速電機(jī)，轉(zhuǎn)速最高可達(dá)1450r/min ；旋轉(zhuǎn)編碼器采用的分辨率是lOMpluse/r ；線掃描相機(jī)21的分辨率為7450X 1，最大幀率3. 3KHz ；鏡頭22采用工業(yè)鏡頭，焦距50mm，F(xiàn)型接口 ；線光源23采用高亮度的LED線光源；采集控制卡M還集成了若干模擬信號(hào)輸出和數(shù)字信號(hào)的輸入口，方便擴(kuò)展。
所述的線掃描相機(jī)機(jī)器裝置的視覺(jué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法為順次如下(1)首先開(kāi)啟計(jì)算機(jī)裝置3，同時(shí)接通電機(jī)13的電源，將目標(biāo)物放在履帶12上；(2)打開(kāi)計(jì)算機(jī)圖形界面軟件，按照默認(rèn)值設(shè)定電機(jī)13的轉(zhuǎn)速以及線掃描相機(jī)21 的掃描速度，隨后滾柱11通過(guò)履帶12帶動(dòng)目標(biāo)物水平移動(dòng)，并查看實(shí)時(shí)顯示面板的圖像， 是否是等比例圖像，如果不是等比例圖像，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制面板或者線掃描相機(jī)控制面板分別調(diào)整電機(jī)13的轉(zhuǎn)速或者線掃描相機(jī)21的掃描速度達(dá)到等比例圖像為止；(3)運(yùn)行計(jì)算機(jī)裝置3預(yù)設(shè)的缺陷檢測(cè)的實(shí)例，查看線掃描相機(jī)機(jī)器裝置在移動(dòng)目標(biāo)物缺陷實(shí)時(shí)檢測(cè)的效果。
權(quán)利要求
1.一種線掃描相機(jī)機(jī)器裝置，其特征在于包括線掃描相機(jī)采集裝置O)，線掃描相機(jī)采集裝置O)同帶有計(jì)算機(jī)圖形界面軟件及編程接口的計(jì)算機(jī)裝置C3)相通信連接，線掃描相機(jī)采集裝置O)由支架(4)支撐固定并且能夠上下移動(dòng)調(diào)整，而在線掃描相機(jī)采集裝置O)的相機(jī)采集范圍內(nèi)設(shè)置有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置(1)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置(1)同線掃描相機(jī)采集裝置(2)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描相機(jī)機(jī)器裝置，其特征在于所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置(1)由兩個(gè)以上的滾柱(11)，滾柱(11)上帶有能被滾柱(11)水平傳動(dòng)的履帶(12)，帶有同軸安裝的旋轉(zhuǎn)編碼器(14)的電機(jī)(13)同滾柱(11)軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線掃描相機(jī)機(jī)器裝置，其特征在于所述的線掃描相機(jī)采集裝置(2)包括帶有鏡頭02)和線光源03)的線掃描相機(jī)(21)，線掃描相機(jī)與采集控制卡04)之間通過(guò)Camera-Link傳輸線Q5)連接，采集控制卡04)的控制接口同電機(jī)(13)的電源適配器相連接，采集控制卡04)的信號(hào)輸入接口同旋轉(zhuǎn)編碼器(14)相連接，而采集控制卡04)的通信接口通過(guò)PCI總線同計(jì)算機(jī)裝置C3)相通信連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線掃描相機(jī)機(jī)器裝置，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)圖形界面軟件分三個(gè)面板，分別為電機(jī)轉(zhuǎn)速控制面板、線掃描相機(jī)控制面板和實(shí)時(shí)顯示面板，編程接口包括電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制函數(shù)接口，獲取旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)速的函數(shù)接口以及與線掃描相機(jī)通訊的函數(shù)接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的所述的線掃描相機(jī)機(jī)器裝置的視覺(jué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，其特征為，順次如下(1)首先開(kāi)啟計(jì)算機(jī)裝置(3)，同時(shí)接通電機(jī)(13)的電源，將目標(biāo)物放在履帶(12)上；(2)打開(kāi)計(jì)算機(jī)圖形界面軟件，按照默認(rèn)值設(shè)定電機(jī)(13)的轉(zhuǎn)速以及線掃描相機(jī)的掃描速度，隨后滾柱(11)通過(guò)履帶(12)帶動(dòng)目標(biāo)物水平移動(dòng)，并查看實(shí)時(shí)顯示面板的圖像，是否是等比例圖像，如果不是等比例圖像，通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制面板或者線掃描相機(jī)控制面板分別調(diào)整電機(jī)(13)的轉(zhuǎn)速或者線掃描相機(jī)的掃描速度達(dá)到等比例圖像為止；(3)運(yùn)行計(jì)算機(jī)裝置C3)預(yù)設(shè)的缺陷檢測(cè)的實(shí)例，查看線掃描相機(jī)機(jī)器裝置在移動(dòng)目標(biāo)物缺陷實(shí)時(shí)檢測(cè)的效果。
全文摘要
一種線掃描相機(jī)機(jī)器裝置及其視覺(jué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，包括線掃描相機(jī)采集裝置，線掃描相機(jī)采集裝置同帶有計(jì)算機(jī)圖形界面軟件及編程接口的計(jì)算機(jī)裝置相通信連接，線掃描相機(jī)采集裝置由支架支撐固定并且能夠上下移動(dòng)調(diào)整，而在線掃描相機(jī)采集裝置的相機(jī)采集范圍內(nèi)設(shè)置有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶及控制裝置同線掃描相機(jī)采集裝置相連接，該機(jī)器裝置的視覺(jué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法具有低成本、可擴(kuò)展、基礎(chǔ)性與創(chuàng)新性并舉的優(yōu)點(diǎn)，并且還能實(shí)現(xiàn)展示線掃描相機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G09B19/00GK102509487SQ20111028658
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者喬宇, 劉俊, 劉濤, 劉瑞玲, 張愛(ài)民, 陳飛, 韓九強(qiáng) 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)