一體式三維檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種一體式三維檢測系統(tǒng)，包括：用于采集被檢測物體的高度數(shù)據(jù)的測高單元(1)；用于采集被檢測物體的平面圖像數(shù)據(jù)的光學單元(2)，所述平面圖像數(shù)據(jù)與所述高度數(shù)據(jù)同時被采集，所述測高單元(1)和所述光學單元(2)為一體結構；控制單元(3)，所述測高單元(1)和所述光學單元(2)分別與所述控制單元(3)通信連接，所述控制單元(3)對同時輸入的所述高度數(shù)據(jù)和所述平面圖像數(shù)據(jù)進行分析和運算，構建被檢測物體的三維檢測影像。其有益效果：可以構建被檢測物體的三維檢測影像，使得檢測變得直觀、快速、高效；同時測高單元和光學單元為一體結構，這樣使得其結構緊湊、簡單，方便工業(yè)化的大規(guī)模應用。
【專利說明】
_體式三維檢測系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及檢測系統(tǒng)，尤其涉及一體式三維檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前在業(yè)界普遍使用的視覺檢測系統(tǒng)由相機、鏡頭、光源組合而成，通過相機采集產(chǎn)品圖像，確定對焦距離，并通過軟件運算，可以實現(xiàn)裂痕、表面圖層、凹陷、平面尺寸等檢測項目。但視覺檢測系統(tǒng)對于垂直高度的數(shù)據(jù)檢測是缺失的，雖然其可以搭配外部的傳感器來實現(xiàn)高度數(shù)據(jù)的補充，但運算速度、精度、系統(tǒng)復雜程度以及成本都是有很大提升空間的，并且這種高度數(shù)據(jù)的補充僅僅是數(shù)據(jù)的補充，并不能形成待檢測物體的三維檢測影像。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術中的上述缺陷，提供一種一體式三維檢測系統(tǒng)。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種一體式三維檢測系統(tǒng)，包括:
[0005]用于采集被檢測物體的高度數(shù)據(jù)的測高單元；
[0006]用于采集被檢測物體的平面圖像數(shù)據(jù)的光學單元，所述平面圖像數(shù)據(jù)與所述高度數(shù)據(jù)同時被采集，所述測高單元和所述光學單元為一體結構；
[0007]控制單元，所述測高單元和所述光學單元分別與所述控制單元通信連接，所述控制單元對同時輸入的所述高度數(shù)據(jù)和所述平面圖像數(shù)據(jù)進行分析和運算，構建被檢測物體的二維檢測影像。
[0008]在本實用新型所述的一體式三維檢測系統(tǒng)中，所述測高單元為激光三角測距器。
[0009]在本實用新型所述的一體式三維檢測系統(tǒng)中，所述光學單元為視覺檢測系統(tǒng)。
[0010]在本實用新型所述的一體式三維檢測系統(tǒng)中，所述視覺檢測系統(tǒng)包括相機、鏡頭和視覺檢測光源，被檢測物體通過所述鏡頭成像于所述相機，所述視覺檢測光源用于成像時照亮被檢測物體。
[0011]在本實用新型所述的一體式三維檢測系統(tǒng)中，所述控制單元為工業(yè)控制計算機。
[0012]在本實用新型所述的一體式三維檢測系統(tǒng)中，所述工業(yè)控制計算機包括CPU和顯示器，所述CPU用于對同時輸入的所述高度數(shù)據(jù)和所述平面圖像數(shù)據(jù)進行分析和運算，所述顯示器用于根據(jù)所述分析和運算來顯示被檢測物體的三維檢測影像。
[0013]在本實用新型所述的一體式三維檢測系統(tǒng)中，所述工業(yè)控制計算機還包括與所述CPU相連的高度比對模塊，所述高度比對模塊用于將所述高度數(shù)據(jù)與預存高度數(shù)值進行比對。
[0014]在本實用新型所述的一體式三維檢測系統(tǒng)中，所述工業(yè)控制計算機還包括與所述CPU相連的區(qū)域關注模塊，所述區(qū)域關注模塊用于標示被檢測物體的三維檢測影像的設定區(qū)域。
[0015]在本實用新型所述的一體式三維檢測系統(tǒng)中，所述工業(yè)控制計算機還包括與所述(PU相連的存儲模塊，所述存儲模塊用于存儲所述高度數(shù)據(jù)和所述平面圖像數(shù)據(jù)。
[0016]實施本實用新型的一體式三維檢測系統(tǒng)，有益效果是:測高單元可以采集被檢測物體的高度數(shù)據(jù)，光學單元可以采集被檢測物體的平面圖像數(shù)據(jù)，平面圖像數(shù)據(jù)與高度數(shù)據(jù)同時被采集，控制單元對同時輸入的高度數(shù)據(jù)和平面圖像數(shù)據(jù)進行分析和運算，構建被檢測物體的三維檢測影像，使得檢測變得直觀、快速、高效；同時測高單元和光學單元為一體結構，這樣使得本實用新型的一體式三維檢測系統(tǒng)的結構緊湊、簡單，方便工業(yè)化的大規(guī)模應用。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型一體式三維檢測系統(tǒng)實施例的框架示意圖；
[0018]圖中:
[0019]1-測高單元;2-光學單元;3-控制單元。
【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，下文將要描述的各種實施例將要參考相應的附圖，這些附圖構成了實施例的一部分，其中描述了實現(xiàn)本實用新型可能采用的各種實施例。應明白，還可使用其他的實施例，或者對本文列舉的實施例進行結構和功能上的修改，而不會脫離本實用新型的范圍和實質。
[0021]如圖1所示，本實施例的一體式三維檢測系統(tǒng)，包括:
[0022]用于采集被檢測物體的高度數(shù)據(jù)的測高單元I；
[0023]用于采集被檢測物體的平面圖像數(shù)據(jù)的光學單元2，平面圖像數(shù)據(jù)與高度數(shù)據(jù)同時被采集，測高單元I和光學單元2為一體結構；
[0024]控制單元3，測高單元I和光學單元2分別與控制單元3通信連接，控制單元3對同時輸入的高度數(shù)據(jù)和平面圖像數(shù)據(jù)進行分析和運算，構建被檢測物體的三維檢測影像。
[0025]進一步講，測高單元I優(yōu)選為激光三角測距器，在其他的實施例中，測高單元I也可以為超聲波測尚儀等。
[0026]激光三角測距器測量的原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被檢測物體表面，然后從另一角度對被檢測物體表面上的激光光斑進行成像，物體表面激光照射點的位置高度不同，所接受散射或反射光線的角度也不同，用CCD光電探測器測出光斑像的位置，就可以計算出主光線的角度，從而計算出被檢測物體表面激光照射點的位置高度。當被檢測物體沿激光線方向發(fā)生移動時，測量結果就將發(fā)生改變，從而實現(xiàn)用激光測量被檢測物體的位移。
[0027]進一步講，光學單元2為視覺檢測系統(tǒng)。視覺檢測系統(tǒng)就是用工業(yè)相機代替人眼睛去完成識別、測量、定位等功能。一般視覺檢測系統(tǒng)由相機、鏡頭、光源組合合成，可以代替人工完成條碼字符、裂痕、包裝、表面圖層是否完整、凹陷等檢測，使用視覺檢測系統(tǒng)能有效的提高生產(chǎn)流水線的檢測速度和精度，大大提高產(chǎn)量和質量，降低人工成本，同時防止因為人眼疲勞而產(chǎn)生的誤判。
[0028]一體式三維檢測系統(tǒng)還包括外殼。測高單元I和光學單元2為一體結構，可以通過將測高單元I和光學單元2設于外殼內(nèi)而形成。
[0029]本實施例的視覺檢測系統(tǒng)包括相機、鏡頭和視覺檢測光源，被檢測物體通過鏡頭成像于相機，視覺檢測光源用于成像時照亮被檢測物體。
[°03°] 優(yōu)選地，控制單元3為工業(yè)控制計算機。
[0031]工業(yè)控制計算機簡稱工控機，工控機通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場而設計的計算機，而工業(yè)現(xiàn)場一般具有強烈的震動，灰塵特別多，另有很高的電磁場力干擾等特點，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒有休息。因此，工控機與普通計算機相比必須具有以下特點:
[0032]1、機箱采用鋼結構，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。
[0033]2、機箱內(nèi)有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽。
[0034]3、機箱內(nèi)有專門電源，電源有較強的抗干擾能力。
[0035]4、要求具有連續(xù)長時間工作能力。
[0036]5、一般采用便于安裝的標準機箱。
[0037]本實施例的工業(yè)控制計算機包括CPU和顯示器，CPU用于對同時輸入的高度數(shù)據(jù)和平面圖像數(shù)據(jù)進行分析和運算，顯示器用于根據(jù)分析和運算來顯示被檢測物體的三維檢測影像。
[0038]在一些實施例中，工業(yè)控制計算機還包括與CPU相連的高度比對模塊，高度比對模塊用于將高度數(shù)據(jù)與預存高度數(shù)值進行比對。預存高度數(shù)值預存在高度比對模塊中，采集到的高度數(shù)據(jù)與預存高度數(shù)值進行比對，兩者的差值的絕對值大于設定值A(例如是2毫米、5毫米等等)時，高度比對模塊輸出報警信號至CPU，CPU將報警信號處理后輸出預警信號，顯示器根據(jù)預警信號進行顯示，這樣不僅可以對被檢測物體的高度進行快速檢測，還可以對高度異常的區(qū)域進行圖像顯示，方便檢測與操作。其他與本實施例相同。
[0039]在一些實施例中，工業(yè)控制計算機還包括與CPU相連的區(qū)域關注模塊，區(qū)域關注模塊用于標示被檢測物體的三維檢測影像的設定區(qū)域。在實際檢測過程中，由于可能只重點關注被檢測物體某些區(qū)域，這些區(qū)域我們可以稱之為上述的設定區(qū)域，通過區(qū)域關注模塊，可以標示被檢測物體的三維檢測影像的設定區(qū)域，例如通過區(qū)域關注模塊可以將設定區(qū)域標注為紅色、其他區(qū)域標注為綠色，或者將設定區(qū)域標注為紅色、其他區(qū)域標注為與背景同色(即將其他區(qū)域隱藏)，這樣方便檢測與操作，可以提高生產(chǎn)效率、檢測效率。其他與本實施例相同。
[0040]本實施例中，工業(yè)控制計算機還包括與CPU相連的存儲模塊，存儲模塊用于存儲高度數(shù)據(jù)和平面圖像數(shù)據(jù)。工業(yè)控制計算機還可以設有網(wǎng)絡接口，這樣存儲模塊存儲的高度數(shù)據(jù)和平面圖像數(shù)據(jù)可以上傳至服務器，多臺一體式三維檢測系統(tǒng)可以這樣實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳與共享，方便調(diào)用存儲的歷史數(shù)據(jù)。
[0041]本實施例中，測高單元I可以采集被檢測物體的高度數(shù)據(jù)，光學單元2可以采集被檢測物體的平面圖像數(shù)據(jù)，平面圖像數(shù)據(jù)與高度數(shù)據(jù)同時被采集，控制單元3對同時輸入的高度數(shù)據(jù)和平面圖像數(shù)據(jù)進行分析和運算，構建被檢測物體的三維檢測影像，使得檢測變得直觀、快速、高效；同時測高單元I和光學單元2為一體結構，這樣使得本實用新型的一體式三維檢測系統(tǒng)的結構緊湊、簡單，方便工業(yè)化的大規(guī)模應用。
[0042]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一體式三維檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 用于采集被檢測物體的高度數(shù)據(jù)的測高單元(I); 用于采集被檢測物體的平面圖像數(shù)據(jù)的光學單元(2)，所述平面圖像數(shù)據(jù)與所述高度數(shù)據(jù)同時被采集，所述測高單元(I)和所述光學單元(2)為一體結構； 控制單元(3)，所述測高單元(I)和所述光學單元(2)分別與所述控制單元(3)通信連接，所述控制單元(3)對同時輸入的所述高度數(shù)據(jù)和所述平面圖像數(shù)據(jù)進行分析和運算，構建被檢測物體的三維檢測影像。2.根據(jù)權利要求1所述的一體式三維檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述測高單元(I)為激光三角測距器。3.根據(jù)權利要求1所述的一體式三維檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光學單元(2)為視覺檢測系統(tǒng)。4.根據(jù)權利要求3所述的一體式三維檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺檢測系統(tǒng)包括相機、鏡頭和視覺檢測光源，被檢測物體通過所述鏡頭成像于所述相機，所述視覺檢測光源用于成像時照亮被檢測物體。5.根據(jù)權利要求1所述的一體式三維檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(3)為工業(yè)控制計算機。
【文檔編號】G01B11/00GK205607327SQ201620213664
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】陳朗
【申請人】深圳市和興盛光電有限公司