一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，包括待測(cè)試樣、圖像處理系統(tǒng)和激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)；待測(cè)試樣上設(shè)有待檢測(cè)區(qū)域A，圖像處理系統(tǒng)包括CCD圖像采集傳感器、圖像存儲(chǔ)裝置和第一控制器，CCD圖像傳感器同圖像存儲(chǔ)裝置連接，圖像存儲(chǔ)裝置同第一控制器連接；激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括第二控制器、伺服電機(jī)、反射棱鏡、激光器和入射分劃板，第二控制器同伺服電機(jī)連接，激光器發(fā)出激光光線(xiàn)穿過(guò)入射分劃板上透光孔射在多面柱形棱鏡上，激光光線(xiàn)在多面柱形棱鏡上發(fā)生反射并反射到待測(cè)試樣上形成標(biāo)記區(qū)域B。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了在高溫環(huán)境下的非接觸式測(cè)量，解決了接觸式測(cè)量不能測(cè)知超大應(yīng)變范圍至斷裂的材料性能的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器視覺(jué)跟蹤【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，工程材料的種類(lèi)日益豐富其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。為了生產(chǎn)與科學(xué)研宄中快捷、準(zhǔn)確地測(cè)知材料的機(jī)械性能等參數(shù)，則對(duì)材料測(cè)試儀器的性能提出了更高的要求。應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量是材料物理特性檢測(cè)中最基本環(huán)節(jié)之一，通常采用專(zhuān)業(yè)的測(cè)量工具一引伸計(jì)，對(duì)試件施加載荷的同時(shí)進(jìn)行橫向、縱向變形的測(cè)量。其方法可分為兩大類(lèi)即接觸式測(cè)量與非接觸式測(cè)量。
[0003]在接觸式測(cè)量中，接觸式引伸計(jì)能夠測(cè)得剛性材料的應(yīng)變特性，然對(duì)纖維、薄膜、泡沫或軟塑性材料和微小試件的應(yīng)變特性卻難以測(cè)得。此外，接觸式引伸計(jì)不能測(cè)知超大應(yīng)變范圍至斷裂的材料性能；在一些高溫環(huán)境、特殊場(chǎng)合下，其應(yīng)用也受到限制。因此，尋求一種非接觸式測(cè)量的方法迫在眉睫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了在高溫環(huán)境下的非接觸式測(cè)量，解決了接觸式測(cè)量不能測(cè)知超大應(yīng)變范圍至斷裂的材料性能的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明提出的一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，包括待測(cè)試樣、圖像處理系統(tǒng)和激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)；待測(cè)試樣上設(shè)有待檢測(cè)區(qū)域A，圖像處理系統(tǒng)包括CCD圖像采集傳感器、圖像存儲(chǔ)裝置和第一控制器，CCD圖像傳感器同圖像存儲(chǔ)裝置連接，圖像存儲(chǔ)裝置同第一控制器連接；激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括第二控制器、伺服電機(jī)、反射棱鏡、激光器和入射分劃板，第二控制器同伺服電機(jī)連接，反射棱鏡采用多面柱形棱鏡，多面柱形棱鏡設(shè)置在伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸上，且多面柱形棱鏡的中心軸線(xiàn)和伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸的軸心線(xiàn)重合，激光器發(fā)出激光光線(xiàn)穿過(guò)入射分劃板上透光孔射在多面柱形棱鏡上，激光光線(xiàn)在多面柱形棱鏡上發(fā)生反射并反射到待測(cè)試樣上形成標(biāo)記區(qū)域B ;CCD圖像采集傳感器采集待測(cè)試樣上待檢測(cè)區(qū)域A、標(biāo)記區(qū)域B的位置信息并存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)裝置中，圖像存儲(chǔ)裝置將CCD圖像采集傳感器采集的信息傳輸給第一控制器，第一控制器與第二控制器通訊，第二控制器獲取待檢測(cè)區(qū)域A、標(biāo)記區(qū)域B的位置信息并控制伺服電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使激光器投射在待測(cè)試樣上的標(biāo)記區(qū)域B與待檢測(cè)區(qū)域A重疊。
[0006]優(yōu)選地，第二控制器包括控制模塊、通訊模塊和信號(hào)輸出模塊，控制模塊的輸入端同通訊模塊連接，通訊模塊同第一控制器連接，控制模塊的輸出端同信號(hào)輸出模塊連接，信號(hào)輸出模塊同伺服電機(jī)連接。
[0007]優(yōu)選地，通訊模塊采用連接第一控制器和第二控制器的RS-232通訊線(xiàn)。
[0008]優(yōu)選地，伺服電機(jī)采用永磁交流伺服電機(jī)。
[0009]優(yōu)選地，多面柱形棱鏡采用3?8面柱形棱鏡。
[0010]優(yōu)選地，入射分劃板上設(shè)有調(diào)節(jié)其透光孔大小的透光孔縫隙調(diào)節(jié)裝置。
[0011]優(yōu)選地，透光孔縫隙調(diào)節(jié)裝置包括遮擋透光孔的擋板，以及調(diào)節(jié)擋板在入射分劃板上移動(dòng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
[0012]本發(fā)明提供的一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，反射棱鏡采用多面柱形棱鏡，多面柱形棱鏡設(shè)置在伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸上，且多面柱形棱鏡的中心軸線(xiàn)和伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)軸的軸心線(xiàn)重合，第二控制器通過(guò)RS-232通訊線(xiàn)與第一控制器連接并接收第一控制器傳輸來(lái)的待檢測(cè)區(qū)域A、標(biāo)記區(qū)域B的位置信息，第二控制器控制伺服電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使得激光器折射在待測(cè)試樣上的標(biāo)記區(qū)域B與待檢測(cè)區(qū)域A重疊。本發(fā)明中第二控制器的控制模式為位置模式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向的控制，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)激光標(biāo)記對(duì)試件標(biāo)記的精密跟蹤奠定了基礎(chǔ)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了在高溫環(huán)境、特殊場(chǎng)合下的非接觸式測(cè)量，解決了接觸式測(cè)量不能測(cè)知超大應(yīng)變范圍至斷裂的材料性能的問(wèn)題。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明提出的一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]參照?qǐng)D1，本發(fā)明提出的一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，包括待測(cè)試樣
11、圖像處理系統(tǒng)和激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)；待測(cè)試樣11上設(shè)有待檢測(cè)區(qū)域A，圖像處理系統(tǒng)包括CXD圖像采集傳感器21、圖像存儲(chǔ)裝置22和第一控制器23，CXD圖像傳感器21同圖像存儲(chǔ)裝置22連接，圖像存儲(chǔ)裝置22同第一控制器23連接；激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括第二控制器31、伺服電機(jī)32、反射棱鏡33、激光器34和入射分劃板35，第二控制器31同伺服電機(jī)32連接，反射棱鏡33采用多面柱形棱鏡，本發(fā)明中多面柱形棱鏡采用3?8面柱形棱鏡。多面柱形棱鏡設(shè)置在伺服電機(jī)32的輸出轉(zhuǎn)軸上，且多面柱形棱鏡的中心軸線(xiàn)和伺服電機(jī)32輸出轉(zhuǎn)軸的軸心線(xiàn)重合，激光器34發(fā)出激光光線(xiàn)穿過(guò)入射分劃板35上透光孔射在多面柱形棱鏡上，激光光線(xiàn)在多面柱形棱鏡上發(fā)生反射并反射到待測(cè)試樣11上形成標(biāo)記區(qū)域B。
[0016]本發(fā)明中伺服電機(jī)32采用永磁交流伺服電機(jī)，永磁交流伺服電機(jī)沒(méi)有電刷和換向器，從而能夠避免電刷和換向器的磨損，提高其工作可靠性，并且易于保養(yǎng)和維護(hù)；與異步電動(dòng)機(jī)相比，永磁交流同步電動(dòng)機(jī)無(wú)需無(wú)功勵(lì)磁電流，故它的控制性能更好，其轉(zhuǎn)子參數(shù)可測(cè)量，定子電流和定子電阻損耗小，力矩慣量比大，功率因數(shù)高，滿(mǎn)足高精度、高動(dòng)態(tài)性能、大范圍的調(diào)速或定位控制場(chǎng)合。
[0017]CXD圖像采集傳感器21采集待測(cè)試樣11上待檢測(cè)區(qū)域A、標(biāo)記區(qū)域B的位置信息并存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)裝置22中，圖像存儲(chǔ)裝置22將CCD圖像采集傳感器21采集的信息傳輸給第一控制器23，第一控制器23與第二控制器31通訊，第二控制器31獲取待檢測(cè)區(qū)域A、標(biāo)記區(qū)域B的位置信息并控制伺服電機(jī)32發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使激光器34投射在待測(cè)試樣上的標(biāo)記區(qū)域B與待檢測(cè)區(qū)域A重疊。
[0018]本發(fā)明中，第二控制器31包括控制模塊、通訊模塊和信號(hào)輸出模塊，控制模塊的輸入端同通訊模塊連接，通訊模塊同第一控制器23連接，控制模塊的輸出端同信號(hào)輸出模塊連接，信號(hào)輸出模塊同伺服電機(jī)32連接。其中，通訊模塊采用連接第一控制器23和第二控制器31的RS-232通訊線(xiàn)。
[0019]在具體實(shí)施例中，入射分劃板35上設(shè)有調(diào)節(jié)其透光孔大小的透光孔縫隙調(diào)節(jié)裝置，透光孔縫隙調(diào)節(jié)裝置包括遮擋透光孔的擋板，以及調(diào)節(jié)擋板在入射分劃，35上移動(dòng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。通過(guò)調(diào)節(jié)入射分劃板35上透光孔的大小來(lái)調(diào)節(jié)激光器發(fā)出激光光線(xiàn)折射在待測(cè)試樣11上的標(biāo)記區(qū)域B的大小。
[0020]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，包括待測(cè)試樣(11)、圖像處理系統(tǒng)和激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)；待測(cè)試樣(11)上設(shè)有待檢測(cè)區(qū)域A，圖像處理系統(tǒng)包括CCD圖像采集傳感器(21)、圖像存儲(chǔ)裝置(22)和第一控制器(23)，CCD圖像傳感器(21)同圖像存儲(chǔ)裝置(22)連接，圖像存儲(chǔ)裝置(22)同第一控制器(23)連接；激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括第二控制器(31)、伺服電機(jī)(32)、反射棱鏡(33)、激光器(34)和入射分劃板(35)，第二控制器(31)同伺服電機(jī)(32)連接，反射棱鏡(33)采用多面柱形棱鏡，多面柱形棱鏡設(shè)置在伺服電機(jī)(32)的輸出轉(zhuǎn)軸上，且多面柱形棱鏡的中心軸線(xiàn)和伺服電機(jī)(32)的輸出轉(zhuǎn)軸的軸心線(xiàn)重合，激光器(34)發(fā)出激光光線(xiàn)穿過(guò)入射分劃板(35)上透光孔射在多面柱形棱鏡上，激光光線(xiàn)在多面柱形棱鏡上發(fā)生反射并反射到待測(cè)試樣(11)上形成標(biāo)記區(qū)域B ;CCD圖像采集傳感器(21)采集待測(cè)試樣(11)上待檢測(cè)區(qū)域A、標(biāo)記區(qū)域B的位置信息并存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)裝置(22)中，圖像存儲(chǔ)裝置(22)將CCD圖像采集傳感器(21)采集的信息傳輸給第一控制器(23)，第一控制器(23)與第二控制器(31)通訊，第二控制器(31)獲取待檢測(cè)區(qū)域A、標(biāo)記區(qū)域B的位置信息并控制伺服電機(jī)(32)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使激光器(34)投射在待測(cè)試樣(11)上的標(biāo)記區(qū)域B與待檢測(cè)區(qū)域A重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，第二控制器(31)包括控制模塊、通訊模塊和信號(hào)輸出模塊，控制模塊的輸入端同通訊模塊連接，通訊模塊同第一控制器(23)連接，控制模塊的輸出端同信號(hào)輸出模塊連接，信號(hào)輸出模塊同伺服電機(jī)(32)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，通訊模塊采用連接第一控制器(23)和第二控制器(31)的RS-232通訊線(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，伺服電機(jī)(32)采用永磁交流伺服電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，多面柱形棱鏡采用3?8面柱形棱鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，入射分劃板(35)上設(shè)有調(diào)節(jié)其透光孔大小的透光孔縫隙調(diào)節(jié)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器視覺(jué)激光標(biāo)記自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于，透光孔縫隙調(diào)節(jié)裝置包括遮擋透光孔的擋板，以及調(diào)節(jié)擋板在入射分劃板(35)上移動(dòng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
【文檔編號(hào)】G01N3/06GK104502190SQ201410820632
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】呂月林 申請(qǐng)人:安徽科鳴三維科技有限公司