本發(fā)明屬于機(jī)器視覺檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種用于檢測(cè)物體外形圖像信息的光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在機(jī)器視覺檢測(cè)領(lǐng)域中，為了對(duì)小尺寸物體的表面進(jìn)行檢測(cè)，大多采用面陣相機(jī)對(duì)物體表面進(jìn)行多次不同視角的拍攝采圖，然后將各個(gè)視角的圖像拼接起來(lái)，分析物體的表面信息。

現(xiàn)有的的一款專門檢測(cè)小尺寸物體側(cè)面的光學(xué)系統(tǒng)中，通過反光鏡陣列在物體的四周，反光鏡陣列能夠提供物體的4個(gè)正交視圖，進(jìn)而通過面陣相機(jī)來(lái)獲得物體的側(cè)面圖像信息。該光學(xué)系統(tǒng)雖然能夠一次獲得物體的四周側(cè)面圖像信息，但該光學(xué)系統(tǒng)還是存在一些無(wú)法解決的問題：1.通過反光鏡陣列只能獲得4張圖片，在后續(xù)處理中，無(wú)法獲取物體詳細(xì)的三維信息；2.受限于光源以及光學(xué)系統(tǒng)自身空間的問題，太小或太大的部件均無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)；3.光源集成在光學(xué)系統(tǒng)中，為了對(duì)物體表面不同圖像信息的檢測(cè)而需要更換光源時(shí)，集成的光源不易更換；4.該光學(xué)系統(tǒng)價(jià)格昂貴；。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠獲得物體側(cè)面詳細(xì)圖像信息的用于物體側(cè)面圖像信息檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一種技術(shù)方案是：一種用于物體側(cè)面圖像信息檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)裝置、光源組件、反射鏡組件和用于采集工件側(cè)面圖像信息的相機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)裝置具有旋轉(zhuǎn)基臺(tái)，所述工件置放于旋轉(zhuǎn)基臺(tái)上，所述旋轉(zhuǎn)基臺(tái)能夠帶動(dòng)工件繞一位于工件內(nèi)且豎向延伸的旋轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)，所述光源組件置于工件的外圍且能形成照在工件上的入射光束，所述工件在入射光束的照射下形成漫反射，所述反射鏡組件包括置于工件外側(cè)的反射鏡，所述反射鏡能夠至少接收到工件表面漫反射射出的光束和未被工件擋住的入射光束中的一種光束并將之反射出去，所述相機(jī)通過鏡頭獲取反射鏡反射的光束從而形成工件的側(cè)面圖像信息，所述相機(jī)的鏡頭位于反射鏡的反射光束的光路上，當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述相機(jī)能夠通過多次間隔地拍攝采集到工件側(cè)面多個(gè)視角的圖像信息。

一種優(yōu)選的，所述光源組件包括背光源，所述背光源和反射鏡分設(shè)在所述工件的左右兩側(cè)，所述工件能夠擋住部分背光源產(chǎn)生的入射光束，所述反射鏡能夠接收到未被工件擋住的部分入射光束并將之反射入相機(jī)的鏡頭內(nèi)，所述相機(jī)能夠拍攝采集到所述工件的側(cè)面輪廓圖像信息。

另一種優(yōu)選的，所述光源組件包括同軸光源，所述同軸光源位于相機(jī)和反射鏡之間，所述同軸光源產(chǎn)生的入射光束經(jīng)反射鏡照在所述工件表面，所述工件形成漫反射，所述反射鏡能夠接收到工件表面漫反射射出的光束并將之反射入相機(jī)的鏡頭內(nèi)，所述相機(jī)能夠拍攝采集到所述工件的側(cè)部表面圖形信息。

再一種優(yōu)選的，所述光源組件包括背光源和同軸光源，所述背光源和反射鏡分設(shè)在所述工件的左右兩側(cè)，所述同軸光源位于相機(jī)和反射鏡之間，所述工件能夠擋住部分背光源產(chǎn)生的入射光束，所述反射鏡能夠接收到未被工件擋住的部分背光源入射光束并將之反射入相機(jī)的鏡頭內(nèi)；所述同軸光源產(chǎn)生的入射光束經(jīng)反射鏡照在所述工件表面，所述工件在入射光束的照射下形成漫反射，所述反射鏡能夠接收到工件表面漫反射射出的光束并將之反射入相機(jī)的鏡頭內(nèi)，所述相機(jī)通過鏡頭獲取反射鏡反射的光束從而拍攝采集到所述工件的側(cè)面輪廓圖像信息以及工件的側(cè)部表面圖形信息。

一種優(yōu)選，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括用于安裝背光源和反射鏡的基座，所述旋轉(zhuǎn)基臺(tái)位于基座下方，所述基座的側(cè)部開設(shè)有缺口，所述旋轉(zhuǎn)基臺(tái)能夠自缺口處進(jìn)入基座并托住工件使工件露出在基座的上端面，所述背光源和反射鏡分設(shè)在工件左右兩側(cè)的基座上端面上。

進(jìn)一步的，所述背光源和反射鏡能夠在基座上左右移動(dòng)調(diào)整兩者之間間距。

再一種優(yōu)選，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括用于安裝背光源和反射鏡的固定架，所述背光源和反射鏡間隔地安裝在固定架的下部，所述旋轉(zhuǎn)基臺(tái)位于背光源和反射鏡的下方，所述旋轉(zhuǎn)基臺(tái)能夠托住所述工件在背光源和反射鏡之間的空間內(nèi)前后移動(dòng)位置。

具體的，所述固定架為L(zhǎng)型的板件，其包括水平方向延伸的第一板件和豎直方向延伸的第二板件，所述第二板件位于第一板件下部的一側(cè)，所述背光源安裝在第一板件的下部，所述反射鏡安裝在第二板件的內(nèi)側(cè)，所述第一板件上對(duì)應(yīng)反射鏡的位置開設(shè)有通孔，所述反射鏡反射的光束能夠經(jīng)通孔射出。

進(jìn)一步的，所述背光源和反射鏡能夠在固定架上左右移動(dòng)調(diào)整兩者之間間距。

具有的，所述反射鏡為45°反射鏡，所述相機(jī)位于反射鏡的上方，所述相機(jī)的鏡頭朝下，所述相機(jī)能夠拍攝的區(qū)域覆蓋反射鏡反射光束的范圍。

以上所涉及到的前后左右上下等方位詞，是在所述用于物體側(cè)面圖像信息檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的正常使用時(shí)的方位作定義的。本發(fā)明所述的側(cè)面指不包含工件的上下表面的側(cè)部表面。

本發(fā)明的范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開的（但不限于）具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案等。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：采用能夠帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置，在工件的側(cè)部設(shè)置單個(gè)反射鏡，在工件旋轉(zhuǎn)的過程中，通過相機(jī)間隔地多次拍攝采集獲得工件側(cè)面多個(gè)視角的圖像信息。本發(fā)明采集到的工件側(cè)面圖像信息更加豐富、詳細(xì)，信息采集詳實(shí)準(zhǔn)確。無(wú)需精度要求高的反射鏡陣列，使得本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)的制造成本大大降低，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于物體側(cè)面圖像信息檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明用于物體側(cè)面圖像信息檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)主視圖；

圖3為圖1中A處的局部放大示意圖；

圖4為本發(fā)明用于物體側(cè)面圖像信息檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明用于物體側(cè)面圖像信息檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)主視圖；

圖6為圖4中B處的局部放大示意圖；

其中：1、旋轉(zhuǎn)裝置；2、光源組件；3、反射鏡；4、相機(jī)；5、基座；6、固定架；11、旋轉(zhuǎn)基臺(tái)；21、背光源；22、同軸光源；41、鏡頭；51、缺口；61、第一板件；62、第二板件；63、通孔；100、工件。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖3所示，實(shí)施例一：

本發(fā)明所述的一種用于物體側(cè)面圖像信息檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)裝置1、光源組件2、反射鏡組件、用于采集工件100側(cè)面圖像信息的相機(jī)4以及基座5。

所述旋轉(zhuǎn)裝置1具有能夠繞豎向的旋轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)基臺(tái)11。所述工件100置放于旋轉(zhuǎn)基臺(tái)11上，所述旋轉(zhuǎn)基臺(tái)11能夠帶動(dòng)工件100繞一位于工件100內(nèi)且豎向延伸的旋轉(zhuǎn)中心線（即旋轉(zhuǎn)基臺(tái)11的旋轉(zhuǎn)中心線）旋轉(zhuǎn)。

所述光源組件2置于工件100的外圍且能形成照在工件100上的光束。所述工件100在光束的照射下形成漫反射。所述反射鏡組件包括置于工件100外側(cè)的反射鏡3，所述反射鏡3能夠至少接收到工件100表面漫反射射出的光束和未被工件100擋住的入射光束中的一種光束并將之反射出去。所述相機(jī)4通過鏡頭41獲取反射鏡3反射的光束從而形成工件100的側(cè)面圖像信息。所述相機(jī)4的鏡頭41位于反射鏡3的反射光束的光路上，當(dāng)工件100旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述相機(jī)4能夠通過多次間隔地拍攝采集到工件100側(cè)面多個(gè)視角的圖像信息。

具體地說，所述光源組件2包括背光源21和同軸光源22。所述背光源21和同軸光源22均為面光源。所述光學(xué)系統(tǒng)還包括用于安裝背光源21和反射鏡3的基座5。所述旋轉(zhuǎn)基臺(tái)11位于基座5下方。所述基座5的前側(cè)部開設(shè)有U型的缺口51。所述旋轉(zhuǎn)基臺(tái)11能夠自缺口51處進(jìn)入基座5并托住工件100使工件100露出在基座5的上端面，所述背光源21和反射鏡3分設(shè)在工件100左右兩側(cè)的基座5上端面上。所述背光源21和反射鏡3能夠在基座5上左右移動(dòng)調(diào)整兩者之間間距，這樣能夠根據(jù)所檢測(cè)的工件大小調(diào)整間距，提高了光學(xué)系統(tǒng)的適用性。背光源21是可拆卸地安裝在基座5上，這樣，能夠根據(jù)工件100的大小更換背光源21，進(jìn)一步提高了光學(xué)系統(tǒng)的適用性，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。

所述反射鏡3為45°反射鏡。所述相機(jī)4位于反射鏡3的上方，所述相機(jī)4的鏡頭41朝下，所述相機(jī)4能夠拍攝的區(qū)域覆蓋反射鏡3反射光束的范圍。這樣，相機(jī)4能夠拍攝到反射鏡3反射的工件100的側(cè)面圖像信息。當(dāng)然，反射鏡也可以是其他角度的反射鏡，比如30°反射鏡、69°反射鏡，這樣的話，相機(jī)4的位置就需要調(diào)整，不會(huì)在反射鏡4的正上方，而會(huì)是傾斜設(shè)置，使相機(jī)4的鏡頭41能夠?qū)?zhǔn)反射鏡4的反射面。這種設(shè)置可以根據(jù)具有的系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、空間位置來(lái)確定。

如圖3所示，所述背光源21和反射鏡3分設(shè)在所述工件100的左右兩側(cè)。所述背光源21產(chǎn)生入射光束照射在工件100表面，所述工件100能夠擋住部分背光源21產(chǎn)生的入射光束，，所述反射鏡3能夠接收到未被工件100擋住的部分入射光束并將之反射入相機(jī)4的鏡頭41內(nèi)。由于背光源21的設(shè)置，所述相機(jī)4拍攝采集的是朝向反射鏡4方向的工件100，而該方向由于僅有工件100的邊緣輪廓被背光源21照亮，所以所述相機(jī)4僅能夠拍攝采集到所述工件100的側(cè)面輪廓圖像信息。

如圖1和圖2所示，所述同軸光源22位于相機(jī)4和反射鏡3之間，即位于反射鏡3的上方。所述同軸光源22產(chǎn)生的入射光束豎直向下照射在反射鏡3上，經(jīng)反射鏡3反射照在所述工件100表面，所述工件100的表面形成漫反射，所述反射鏡3能夠接收到工件100表面漫反射射出的光束并將之反射穿過同軸光源22射入相機(jī)4的鏡頭41內(nèi)，由于同軸光源22將朝向反射鏡4一側(cè)的工件100表面完全照射到，所以所述相機(jī)4能夠拍攝采集到所述工件100的側(cè)部表面圖形信息，即工件100的側(cè)部表面的圖案圖形、三維結(jié)構(gòu)的圖像信息均能被相機(jī)4所拍攝到。

相機(jī)4在工件100旋轉(zhuǎn)的過程中能夠?qū)⒐ぜ?00的側(cè)面一周的圖像信息全部采集到。這樣，工件100的多視角的側(cè)面圖像信息就能被拼接還原，相機(jī)4能夠拍攝采集的工件100的側(cè)部表面的圖像信息足夠詳細(xì)完善。

當(dāng)然，本發(fā)明所述的光學(xué)系統(tǒng)還可以根據(jù)需要只設(shè)一個(gè)背光源21用來(lái)檢測(cè)側(cè)面輪廓圖像信息，或只設(shè)一個(gè)同軸光源22用來(lái)檢測(cè)工件100的表面圖形信息，這個(gè)可以根據(jù)實(shí)際需要檢測(cè)的工件100的側(cè)面圖像信息的具體參數(shù)為準(zhǔn)，這種設(shè)置能夠在實(shí)現(xiàn)需要的檢測(cè)功能的基礎(chǔ)上降低生產(chǎn)成本。

如圖4至6所示，實(shí)施例二：

實(shí)施例二是在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，將用于安裝背光源21和反射鏡3的基座5換成固定架6。

具體的說，所述光學(xué)系統(tǒng)還包括用于安裝背光源21和反射鏡3的固定架6。所述固定架6為L(zhǎng)型的板件，其包括水平方向延伸的第一板件61和豎直方向延伸的第二板件62。所述第二板件62位于第一板件61下部的一側(cè)，本實(shí)施例設(shè)置在第一板件61下部的右側(cè)。所述背光源21安裝在第一板件61的下部靠左位置。所述反射鏡3安裝在第二板件62的內(nèi)側(cè)。所述第一板件61上對(duì)應(yīng)反射鏡3的位置開設(shè)有上下貫通的通孔63，所述反射鏡3反射的光束能夠經(jīng)通孔63射出。所述旋轉(zhuǎn)基臺(tái)11位于背光源21和反射鏡3的下方，所述旋轉(zhuǎn)基臺(tái)11能夠托住所述工件100在背光源21和反射鏡3之間的空間內(nèi)前后移動(dòng)位置。所述背光源21和反射鏡3能夠在固定架6上左右移動(dòng)調(diào)整兩者之間間距。這樣，能夠適應(yīng)工件100的流水線檢測(cè)。即沿背光源21和反射鏡3之間的空隙，可以設(shè)置流水作業(yè)的傳送機(jī)構(gòu)，從前向后流轉(zhuǎn)，不斷將工件100送入光學(xué)系統(tǒng)中進(jìn)行檢測(cè)。

如上所述，我們完全按照本發(fā)明的宗旨進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并非局限于上述實(shí)施例和實(shí)施方法。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的從業(yè)者可在本發(fā)明的技術(shù)思想許可的范圍內(nèi)進(jìn)行不同的變化及實(shí)施。