本發(fā)明涉及光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備。

背景技術(shù)：

在旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備中，同步信號(hào)的作用非常關(guān)鍵，一個(gè)高精度的、有效的同步信號(hào)能保證系統(tǒng)重復(fù)和穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，同步信號(hào)一旦丟失，系統(tǒng)運(yùn)作就會(huì)紊亂，就猶如磁鐵放在了機(jī)械手表上一樣，無(wú)法準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，一般的旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備通常采用激光光源和激光接收頭作為同步信號(hào)發(fā)生器和接收器，并輔助硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)同步功能。但是，這種實(shí)現(xiàn)方法成本高、調(diào)試麻煩，并且同步精度須依賴于激光收發(fā)器的安裝角度。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備，采用無(wú)源的光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)白板替代有源的激光同步信號(hào)發(fā)生器，能夠減少設(shè)備復(fù)雜性，降低生產(chǎn)成本，有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備，包括：光源、同步信號(hào)發(fā)生器、旋轉(zhuǎn)棱鏡、以及數(shù)據(jù)采集和處理模塊；其中，同步信號(hào)發(fā)生器為無(wú)源同步信號(hào)發(fā)生器；以及光源發(fā)出的光信號(hào)照射在物料的傳輸帶上和同步信號(hào)發(fā)生器上，由物料和同步信號(hào)發(fā)生器反射后的光信號(hào)被反射至旋轉(zhuǎn)棱鏡，由旋轉(zhuǎn)棱鏡再次反射后的光信號(hào)被發(fā)送至數(shù)據(jù)采集和處理模塊，數(shù)據(jù)采集和處理模塊對(duì)再次反射后的光信號(hào)進(jìn)行處理并獲取同步信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，同步信號(hào)發(fā)生器為任意一種顏色的色板。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，同步信號(hào)發(fā)生器為標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板。

在一個(gè)實(shí)施例中，光源為線光源，線光源發(fā)出的光信號(hào)照射于傳輸帶所在平面的看點(diǎn)線上；以及同步信號(hào)發(fā)生器包括第一同步信號(hào)發(fā)生器和第二同步信號(hào)發(fā)生器，且第一同步信號(hào)發(fā)生器和第二同步信號(hào)發(fā)生器分別位于傳輸帶的兩側(cè)、并位于看點(diǎn)線上。

其中，旋轉(zhuǎn)棱鏡的旋轉(zhuǎn)軌跡在傳輸帶上的投影與傳輸帶的運(yùn)動(dòng)方向垂直、且與看點(diǎn)線重合。

其中，第一同步信號(hào)發(fā)生器和第二同步信號(hào)發(fā)生器采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)。

在一個(gè)實(shí)施例中，還包括：準(zhǔn)直鏡，與數(shù)據(jù)采集和處理模塊連接；其中，再次反射后的光信號(hào)延反射路徑傳播，準(zhǔn)直鏡位于反射路徑上，以采集再次反射后的光信號(hào)并將其發(fā)送至數(shù)據(jù)采集和處理模塊。

在一個(gè)實(shí)施例中，再次反射后的光信號(hào)包括：物料信號(hào)和同步信號(hào)發(fā)生器信號(hào)；數(shù)據(jù)采集和處理模塊將物料信號(hào)和同步信號(hào)發(fā)生器信號(hào)分離，以提取同步信號(hào)。

其中，數(shù)據(jù)采集和處理模塊利用軟件算法將物料信號(hào)和同步信號(hào)發(fā)生器信號(hào)分離，以提取同步信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集和處理模塊為光譜儀。

本發(fā)明通過(guò)采用無(wú)源的同步信號(hào)發(fā)生器，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集和處理模塊從同步信號(hào)發(fā)生器和物料反射的光信號(hào)中提取出同步信號(hào)，優(yōu)化了光路設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和同步信號(hào)的提取算法，極大的減少了設(shè)備復(fù)雜性，提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備的第一和第二同步信號(hào)發(fā)生器采用對(duì)稱設(shè)計(jì)時(shí)的同步信號(hào)提取結(jié)果的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備的第一和第二同步信號(hào)發(fā)生器采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)時(shí)的同步信號(hào)提取結(jié)果的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備。

參考圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備包括：光源8、同步信號(hào)發(fā)生器2、旋轉(zhuǎn)棱鏡4、以及數(shù)據(jù)采集和處理模塊7；其中，同步信號(hào)發(fā)生器2為無(wú)源同步信號(hào)發(fā)生器2；以及其中，光源8發(fā)出的光信號(hào)照射在物料(未示出)的傳輸帶1上和同步信號(hào)發(fā)生器2上，由物料和同步信號(hào)發(fā)生器2反射后的光信號(hào)被反射至旋轉(zhuǎn)棱鏡4，由旋轉(zhuǎn)棱鏡4再次反射后的光信號(hào)被發(fā)送至數(shù)據(jù)采集和處理模塊7，數(shù)據(jù)采集和處理模塊7對(duì)再次反射后的光信號(hào)進(jìn)行處理并獲取同步信號(hào)。

上述技術(shù)方案通過(guò)采用無(wú)源的同步信號(hào)發(fā)生器2，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集和處理模塊7從同步信號(hào)發(fā)生器2和物料反射的光信號(hào)中提取出同步信號(hào)，優(yōu)化了光路設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和同步信號(hào)的提取算法，極大的減少了設(shè)備復(fù)雜性，提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了生產(chǎn)成本，使用極低的代價(jià)實(shí)現(xiàn)了同步信號(hào)功能，有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

在一些實(shí)施例中，同步信號(hào)發(fā)生器2為任意一種顏色的色板，具體顏色可以根據(jù)不同的實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，同步信號(hào)發(fā)生器2為標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)實(shí)際需求也可以使用其它顏色的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)色板，例如標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)黑板等。

應(yīng)當(dāng)理解，上述的同步信號(hào)發(fā)生器2，并不局限于標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板或標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)黑板；同步信號(hào)發(fā)生器2也可以是其他能夠?qū)崿F(xiàn)相同效果的無(wú)源器件。

在一個(gè)實(shí)施例中，參考圖1所示，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備還可以包括：準(zhǔn)直鏡5，與數(shù)據(jù)采集和處理模塊7連接；其中，再次反射后的光信號(hào)延反射路徑傳播，準(zhǔn)直鏡5位于反射路徑上，以采集再次反射后的光信號(hào)并將其發(fā)送至數(shù)據(jù)采集和處理模塊7。其中可選地，準(zhǔn)直鏡5與數(shù)據(jù)采集和處理模塊7是通過(guò)光纖6進(jìn)行連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，同樣如圖1所示，光源8為線光源，線光源發(fā)出的光信號(hào)照射于傳輸帶1所在平面的看點(diǎn)線9上；同步信號(hào)發(fā)生器2包括第一同步信號(hào)發(fā)生器22和第二同步信號(hào)發(fā)生器23，且第一同步信號(hào)發(fā)生器22和第二同步信號(hào)發(fā)生器23分別位于傳輸帶1的兩側(cè)、并位于看點(diǎn)線9上。

在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)棱鏡4的旋轉(zhuǎn)軌跡在傳輸帶1上的投影與傳輸帶1的運(yùn)動(dòng)方向垂直、且與看點(diǎn)線9重合。

可選地，在一個(gè)實(shí)施例中，第一同步信號(hào)發(fā)生器和第二同步信號(hào)發(fā)生器可采用對(duì)稱設(shè)計(jì)，即第一同步信號(hào)發(fā)生器和第二同步信號(hào)發(fā)生器相對(duì)于傳輸帶延其運(yùn)動(dòng)方向的中心線是對(duì)稱的。如圖2所示，是第一和第二同步信號(hào)發(fā)生器采用對(duì)稱設(shè)計(jì)時(shí)的同步信號(hào)提取結(jié)果的示意圖。其中，縱坐標(biāo)為信號(hào)幅值，橫坐標(biāo)為相對(duì)值，對(duì)應(yīng)掃描寬度。

在本實(shí)施例中，第一同步信號(hào)發(fā)生器22和第二同步信號(hào)發(fā)生器23采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)，即第一同步信號(hào)發(fā)生器22和第二同步信號(hào)發(fā)生器23相對(duì)于傳輸帶延其運(yùn)動(dòng)方向的中心線是非對(duì)稱的。具體地，由于旋轉(zhuǎn)棱鏡4的旋轉(zhuǎn)具有方向性，如圖1所示的實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)棱鏡4的旋轉(zhuǎn)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)光信號(hào)的數(shù)據(jù)采集是從傳輸帶1的一側(cè)至另外一側(cè)。這樣，第一同步信號(hào)發(fā)生器22和第二同步信號(hào)發(fā)生器23通過(guò)采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)，就能更容易區(qū)分出起止位置。如圖3所示，是第一和第二同步信號(hào)發(fā)生器采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)時(shí)的同步信號(hào)提取結(jié)果的示意圖。其中，縱坐標(biāo)為信號(hào)幅值，橫坐標(biāo)為相對(duì)值，對(duì)應(yīng)掃描寬度；另外，高幅值信號(hào)的下降沿到低幅值信號(hào)的上升沿之間的距離代表了傳輸帶的有效寬度。

在一個(gè)實(shí)施例中，參考圖1所示，數(shù)據(jù)采集和處理模塊7為光譜儀。目前本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備已經(jīng)被用于光譜分選設(shè)備上，即該設(shè)備中數(shù)據(jù)采集和處理模塊7為光譜儀，光譜儀采集通過(guò)看點(diǎn)線9上的物料以及標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板的光譜，最后由工控機(jī)處理后提取出白板信號(hào)，使用該信號(hào)作為同步信號(hào)就可以有效的將不同的種類的物料分離出來(lái)。具體地，其分離出來(lái)的周期同步信號(hào)可同樣參考圖3所示。

在一個(gè)實(shí)施例中，再次反射后的光信號(hào)包括：物料信號(hào)和同步信號(hào)發(fā)生器信號(hào)；數(shù)據(jù)采集和處理模塊7將物料信號(hào)和同步信號(hào)發(fā)生器信號(hào)分離，以提取同步信號(hào)。

其中，數(shù)據(jù)采集和處理模塊7可利用任何可實(shí)施的軟件算法來(lái)將物料信號(hào)和同步信號(hào)發(fā)生器信號(hào)分離以提取同步信號(hào)，例如二值化算法、統(tǒng)計(jì)方差算法、位置匹配算法等等。應(yīng)當(dāng)理解，數(shù)據(jù)采集和處理模塊7可以采用的軟件算法有多種，只要能區(qū)分物料信號(hào)和同步信號(hào)發(fā)生器信號(hào)即可。以同步信號(hào)發(fā)生器2采用標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板為例，只要能區(qū)分出物料和標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板特征即可，本發(fā)明并不對(duì)數(shù)據(jù)采集和處理模塊7采用的算法進(jìn)行限定。

具體地，以同步信號(hào)發(fā)生器2采用標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板為例對(duì)圖1所示實(shí)施例的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例通過(guò)使用無(wú)源的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板作為同步信號(hào)源，光源8照射看點(diǎn)線9位置的同時(shí)也照射在標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板上，到達(dá)看點(diǎn)線9位置的物料和標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板的反射信號(hào)同時(shí)反射至旋轉(zhuǎn)棱鏡4，經(jīng)旋轉(zhuǎn)棱鏡4再次反射后進(jìn)入準(zhǔn)直鏡5，最后通過(guò)光纖6輸入數(shù)據(jù)采集和處理模塊7；在數(shù)據(jù)采集和處理模塊7中可采用軟件算法將標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板信號(hào)(即上述同步信號(hào)發(fā)生器信號(hào))和物料信號(hào)分離，從而提取出有效的同步信號(hào)。光源8照射標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)白板產(chǎn)生的反射信號(hào)、和物料產(chǎn)生的反射信號(hào)使用同一個(gè)數(shù)據(jù)采集和處理模塊7進(jìn)行處理，從而優(yōu)化了減少了光路設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)，提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性，使用極低的代價(jià)實(shí)現(xiàn)了同步信號(hào)功能。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備不局限應(yīng)用于上述的光譜分選設(shè)備，還可應(yīng)用于一般的、通用的旋轉(zhuǎn)掃描設(shè)備。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。