一種視覺定位照明裝置及定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種視覺定位照明裝置及定位系統(tǒng)，屬于機(jī)器視覺定位技術(shù)領(lǐng)域。其中，該照明裝置包括分光棱鏡艙、分光棱鏡、光源艙、LED照明光源和可調(diào)支架，分光棱鏡固定在分光棱鏡艙內(nèi)，LED照明光源經(jīng)可調(diào)支架安裝在光源艙內(nèi)，LED照明光源關(guān)于分光棱鏡的鏡像與成像鏡頭的光心重合，LED照明光源發(fā)出的光線從分光棱鏡的側(cè)面直接照射到分光棱鏡上，經(jīng)反射照射到被測物體上。本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過將照明光路與視覺光路合二為一，使得被測物體在CCD相機(jī)的所成圖像帶有位置特征信息，同時減小了平行光照射時對被測物體位置特征點(diǎn)識別的不確定性，有利于對被測物體進(jìn)行精確定位。
【專利說明】
一種視覺定位照明裝置及定位系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器視覺定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種視覺定位照明裝置及定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光源是機(jī)器視覺領(lǐng)域中重要的組成部分。光源發(fā)出的光線經(jīng)被測物件反射后進(jìn)入鏡頭被相機(jī)的感光元件感知形成圖像，視覺識別系統(tǒng)可對物體進(jìn)行識別定位。目前，在機(jī)器視覺的應(yīng)用中常用的光源有:環(huán)形光源、點(diǎn)光源、同軸光源及線光源等。這些光源應(yīng)用在視覺定位時，僅起到照明作用，成像的光線本身不提供被測物體的位置特征信息，并且，由于光源發(fā)出的光線與相機(jī)視線處于不同光路，造成識別定位時容易出現(xiàn)目標(biāo)點(diǎn)錯位，不能精確定位被測物體的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種視覺定位照明裝置及定位系統(tǒng)，以解決成像的光線本身不提供被測物體的位置特征信息，光源發(fā)出的光線與相機(jī)視線處于不同光路，造成識別定位時容易出現(xiàn)目標(biāo)點(diǎn)錯位的技術(shù)問題。
[0004]根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供的一種視覺定位照明裝置包括分光棱鏡艙31、分光棱鏡32、光源艙33、LED照明光源34和可調(diào)支架35，分光棱鏡32固定在分光棱鏡艙31內(nèi)，LED照明光源34經(jīng)可調(diào)支架35安裝在光源艙34內(nèi)，LED照明光源34關(guān)于分光棱鏡32的鏡像與成像鏡頭2的光心重合，LED照明光源34發(fā)出的光線從分光棱鏡32的側(cè)面直接照射到分光棱鏡32上，經(jīng)反射照射到被測物體上。
[0005]優(yōu)選的，光源艙34的內(nèi)壁上敷設(shè)有吸光材料層36，用于吸收LED照明光源34向不在分光棱鏡32方向發(fā)射出的光線。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個方面，提供的一種視覺定位系統(tǒng)，包括CXD相機(jī)1、成像鏡頭2和照明裝置3，其中，照明裝置3垂直于成像鏡頭2，照明裝置3的LED照明光源關(guān)于分光棱鏡的鏡像在光路上與成像鏡頭2的光心重合，LED照明光源發(fā)出的光線從側(cè)面直接照射到分光棱鏡上經(jīng)分光棱鏡反射照射到被測物體上。
[0007]優(yōu)選的，照明裝置3進(jìn)一步包括分光棱鏡艙31、分光棱鏡32、光源艙33、LED照明光源34和可調(diào)支架35，分光棱鏡32固定在分光棱鏡艙31內(nèi)，LED照明光源34經(jīng)可調(diào)支架35安裝在光源艙34內(nèi)，LED照明光源34關(guān)于分光棱鏡32的鏡像與成像鏡頭2的光心重合，LED照明光源34發(fā)出的光線從分光棱鏡32的側(cè)面直接照射到分光棱鏡32上，經(jīng)反射照射到被測物體上。
[0008]優(yōu)選的，光源艙34的內(nèi)壁上敷設(shè)有吸光材料層36，用于吸收LED照明光源34向不在分光棱鏡32方向發(fā)射出的光線。
[0009]優(yōu)選的，CCD相機(jī)I與所述成像鏡頭2同軸，CCD相機(jī)I位于成像鏡頭2的焦平面上。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:(I)通過將照明光路與視覺光路合二為一，CCD所采集到的特征圖像即為光線所照射到的被測物體位置特征點(diǎn)，使得被測物體在CCD相機(jī)的所成圖像上帶有位置特征信息，視覺特征比對的工作量大大減少，有利于視覺識別系統(tǒng)對被測物體進(jìn)行精確定位。(2)光源結(jié)構(gòu)中取消了擴(kuò)束透鏡，降低了結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，減少了產(chǎn)品成本。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型提供的視覺定位照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型提供的視覺定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型提供的視覺定位系統(tǒng)光路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚、明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種視覺定位照明裝置包括分光棱鏡艙31、分光棱鏡32、光源艙33、LED照明光源34和可調(diào)支架35，分光棱鏡32固定在分光棱鏡艙31內(nèi)，LED照明光源34經(jīng)可調(diào)支架35安裝在光源艙34內(nèi)，LED照明光源34關(guān)于分光棱鏡32的鏡像與成像鏡頭2的光心重合，LED照明光源34發(fā)出的光線從分光棱鏡32的側(cè)面直接照射到分光棱鏡32上，經(jīng)反射照射到被測物體上。
[0016]在一種優(yōu)選實(shí)施例中，光源艙34的內(nèi)壁上敷設(shè)有吸光材料層36，用于吸收LED照明光源34向不在分光棱鏡32方向發(fā)射出的光線。從而減少光線漫反射造成的影響，保證向被測物體4投射的光線類型是點(diǎn)光源照射光效果。
[0017]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的視覺定位照明裝置，通過將照明光路與視覺光路合二為一，使得被測物體在CCD相機(jī)的所成圖像上帶有位置特征信息，減小了平行光照射時對被測物體位置特征點(diǎn)識別的不確定性，有利于視覺識別系統(tǒng)對被測物體進(jìn)行精確定位。
[0018]如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的視覺定位系統(tǒng)包括CCD(chargecoupleddevice，電荷耦合器件)相機(jī)1、成像鏡頭2及照明裝置3。其中，CXD相機(jī)I與成像鏡頭2同軸，CCD相機(jī)I位于成像鏡頭2的焦平面上，照明裝置3垂直于成像鏡頭2。組裝時需要保證照明裝置3的LED照明光源關(guān)于分光棱鏡的鏡像在光路上與成像鏡頭2的光心重合。照明裝置3的LED照明光源發(fā)出的光線從側(cè)面直接照射到分光棱鏡上，經(jīng)分光棱鏡反射后照射到被測物體4上。被測物體的圖像由CCD相機(jī)I獲得。
[0019]具體來說，在使用本照明系統(tǒng)測量相機(jī)與觀測平面相對位置時，若相機(jī)捕捉成像在圖像正中心時，可知相機(jī)與被測平面恰好垂直。照明裝置3中的LED照明光源關(guān)于分光棱鏡的鏡像在光路上與成像鏡頭2的光心重合，能保證所有從LED照明光源發(fā)出的光線與CCD相機(jī)I所看到的光線在光路上都重合。由光路可逆原理可知，CCD相機(jī)I所采集到的特征圖像即為光線所照射到的被測物體4位置特征點(diǎn)，視覺特征比對的工作量大大減少。此外，照明裝置3中取消了擴(kuò)束透鏡，光線經(jīng)光源發(fā)出后直接照射到分光棱鏡上，降低了結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，減少了產(chǎn)品成本。
[0020]其中，如圖3所示，照明裝置3進(jìn)一步包括分光棱鏡艙31、分光棱鏡32、光源艙33、LED照明光源34和可調(diào)支架35。分光棱鏡32固定在分光棱鏡艙31內(nèi)，LED照明光源34經(jīng)可調(diào)支架35安裝在光源艙34內(nèi)。組裝時，經(jīng)由可調(diào)支架35可調(diào)節(jié)LED照明光源34在光源艙33中的位置，保證光源關(guān)于分光棱鏡的像可精確與成像鏡頭2的光心重合。LED照明光源34發(fā)出的光線從分光棱鏡32的側(cè)面直接照射到分光棱鏡32上，經(jīng)反射照射到被測物體上。
[0021 ]作為一種優(yōu)選的實(shí)施例，光源艙34的內(nèi)壁上還可以敷設(shè)有吸光材料層36，用于吸收LED照明光源34向不在分光棱鏡32方向發(fā)射出的光線。從而減少光線漫反射造成的影響，保證向被測物體4投射的光線類型是點(diǎn)光源照射光效果。
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的視覺定位系統(tǒng)，通過將照明光路與視覺光路合二為一，使得被測物體在CCD相機(jī)的所成圖像上帶有位置特征信息，同時，減小了平行光照射時對被測物體位置特征點(diǎn)識別的不確定性，有利于對被測物體進(jìn)行精確定位，對機(jī)器單目、雙目定位均能適用。
[0023]以上參照【附圖說明】了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此局限本實(shí)用新型的權(quán)利范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本實(shí)用新型的范圍和實(shí)質(zhì)內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)在本實(shí)用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種視覺定位照明裝置，其特征在于，該照明裝置包括分光棱鏡艙(31)、分光棱鏡(32)、光源艙(33)、LED照明光源(34)和可調(diào)支架(35)，所述分光棱鏡(32)固定在所述分光棱鏡艙(31)內(nèi)，所述LED照明光源(34)經(jīng)所述可調(diào)支架(35)安裝在所述光源艙(34)內(nèi)，所述LED照明光源(34)關(guān)于分光棱鏡(32)的鏡像與成像鏡頭2的光心重合，所述LED照明光源(34)發(fā)出的光線從所述分光棱鏡(32)的側(cè)面直接照射到所述分光棱鏡(32)上，經(jīng)反射照射到被測物體上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視覺定位照明裝置，其特征在于，所述光源艙(34)的內(nèi)壁上敷設(shè)有吸光材料層(36)，用于吸收LED照明光源(34)向不在分光棱鏡(32)方向發(fā)射出的光線。3.—種視覺定位系統(tǒng)，包括CCD相機(jī)(I)、成像鏡頭(2)和照明裝置(3)，其特征在于，照明裝置(3)垂直于成像鏡頭(2)，照明裝置(3)的LED照明光源關(guān)于分光棱鏡的鏡像在光路上與成像鏡頭2的光心重合，所述LED照明光源發(fā)出的光線從側(cè)面直接照射到分光棱鏡上經(jīng)分光棱鏡反射照射到被測物體上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，所述照明裝置(3)進(jìn)一步包括分光棱鏡艙(31)、分光棱鏡(32)、光源艙(33)、LED照明光源(34)和可調(diào)支架(35)，所述分光棱鏡(32)固定在所述分光棱鏡艙(31)內(nèi)，所述LED照明光源(34)經(jīng)所述可調(diào)支架(35)安裝在所述光源艙(34)內(nèi)，所述LED照明光源(34)關(guān)于分光棱鏡(32)的鏡像與成像鏡頭(2)的光心重合，所述LED照明光源(34)發(fā)出的光線從所述分光棱鏡(32)的側(cè)面直接照射到所述分光棱鏡(32)上，經(jīng)反射照射到被測物體上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光源艙(34)的內(nèi)壁上敷設(shè)有吸光材料層(36)，用于吸收LED照明光源(34)向不在分光棱鏡(32)方向發(fā)射出的光線。6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的視覺定位系統(tǒng)，其特征在于，所述CCD相機(jī)I與所述成像鏡頭2同軸，所述CCD相機(jī)I位于成像鏡頭2的焦平面上。
【文檔編號】G01B11/00GK205561764SQ201620347263
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】時曦, 黃卜夫, 王星華
【申請人】易視智瞳科技（深圳）有限公司