CN114244991A - 用于图像采集和分析的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于图像采集和分析的装置及方法，用于图像采集和分析的装置包括:壳体，其具有夹层，壳体上开设有与夹层连通的进气口；第一图像采集器，设置于壳体内部；第二图像采集器，设置于壳体内部，并与第一图像采集器并排布置；分析器，设置于壳体内部，并与第一图像采集器电连接；接口组件，设置于壳体上，并与第一图像采集器、第二图像采集器和分析器电连接；吹扫组件，设置于壳体外部，并分别对应于第一图像采集器和第二图像采集器。本发明通过第一图像采集器和分析器实时输出分析结果，并通过第二图像采集器将图像或视频直接输出，且装置可运行在高温环境下，适用于环境恶劣且高速生产的工业场景。

Description

用于图像采集和分析的装置及方法

技术领域

本发明属于图像识别技术领域，特别是涉及一种用于图像采集和分析的装置及方法。

背景技术

在工业场景中，存在许多复杂且恶劣的场景，如工作速度快、粉尘烟雾大、环境温度高等，常常需要对工业场景进行图像采集及图像、视频的识别，而现有的环境恶劣的工业场景下的图像采集装置是采用工业相机或监控相机拍摄图像、视频，并通过数据线传输至远端服务器进行图像处理、图像识别，此方法虽可行，但是存在两点问题：1)工业场景距离远程服务器远，数据传输需耗费过长的时间，造成远程服务器对图像、视频的识别有较长的延时；2)工业相机成像质量高，图像数据大，对工业现场网络要求较高，传输速率低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于图像采集和分析的装置及方法，用于解决现有技术中工业场景下相机图像识别具有延时、图像传输效率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于图像采集和分析的装置，包括:

壳体，其具有夹层，所述壳体上开设有与所述夹层连通的进气口；

第一图像采集器，设置于所述壳体内部；

第二图像采集器，设置于所述壳体内部，并与所述第一图像采集器并排布置；

分析器，设置于所述壳体内部，并与所述第一图像采集器电连接，用于对所述第一图像采集器所采集的图像或视频实时处理及识别；

接口组件，设置于所述壳体上，并与所述第一图像采集器、第二图像采集器和分析器电连接；

吹扫组件，设置于所述壳体外部，并分别对应于第一图像采集器和第二图像采集器。

可选地，所述第一图像采集器和第二图像采集器均包括镜头和相机内芯，所述镜头为电动镜头或定焦镜头。

可选地，所述第一图像采集器和第二图像采集器的像素包括100万、130万、200万、500万或800万，所述镜头的焦距包括24mm、28mm、35mm或50mm。

可选地，所述壳体的一端设置有两个透明窗口，所述第一图像采集器和第二图像采集器与两个所述透明窗口一一对应，并透过所述透明窗口采集外部图像，所述透明窗口与对应的镜头之间具有设定间距。

可选地，所述吹扫组件设置于透明窗口处，用于清除所述透明窗口上附着的灰尘污垢，所述吹扫组件呈圆环形围绕所述透明窗口，并与所述夹层连通。

可选地，所述进气口设置为两个，且布置于远离吹扫组件的一端，用于向壳体的夹层内部输入空气，并从所述吹扫组件排出。

可选地，所述分析器包括通信模块、电源模块、计算模块和散热模块，所述分析器的防护等级为IP65。

可选地，还包括固定底板，所述固定底板设置于壳体内部，所述第一图像采集器、第二图像采集器和分析器通过所述固定底板与壳体固定。

可选地，所述固定底板中设置有传输线路，所述传输线路分别连接第一图像采集器和分析器。

可选地，所述接口组件包括以太网接口和电源接口，分别用于向外部传输信息和供电，所述以太网接口为网络数据连接的端口，用于向外部传输信息；所述电源接口用于连接外部电源为分析器供电。

可选地，所述第一图像采集器的数据接口连接至所述分析器的外接口，所述第二图像采集器的数据接口连接至所述以太网接口。

可选地，所述以太网接口设置为三个，分别为第一以太网接口、第二以太网接口和第三以太网接口，所述第一以太网接口与分析器电连接，用于采集所述第一图像采集器的图像，所述第二以太网接口与所述第二采集器电连接，用于采集所述第二图像采集器的图像，所述第三以太网接口与所述分析器电连接，用于控制所述分析器。

可选地，还包括万向支架，所述万向支架设置于壳体的外侧，用于支撑所述壳体并进行多角度调节。

本发明还提供了一种用于图像采集和分析的方法，采用如上所述的用于图像采集和分析的装置，包括：

将第一图像采集器采集的图像或视频数据传输至分析器，经分析器实时处理及识别后，将分析结果传输至外部；

将第二图像采集器采集的图像或视频数据直接传输至外部。

可选地，所述用于图像采集和分析的装置的接口组件包括第一以太网接口、第二以太网接口和第三以太网接口；

通过接口组件的第一以太网接口，采集所述第一图像采集器的图像或视频；

通过接口组件的第二以太网接口，采集所述第二图像采取器的图像或视频；

通过接口组件的第三以太网接口，控制所述分析器作业。

如上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明通过第一图像采集器实时采集高清图像并由分析器进行快速近端分析，提升分析效率，并持续输出分析结果；同时通过第二图像采集器将图像或视频直接接出，供人工识别查看，保证生产安全；壳体的夹层中空设计和进气口，便于空气流通，保证了整体装置的热交换，保证装置可运行在高温环境下；吹扫组件使得透明窗口保持干净且能保证清晰的成像效果，使本发明更适用于环境恶劣且高速生产的工业场景。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图一；

图2为本发明实施例的整体结构示意图二；

图3为本发明实施例的内部结构示意图一；

图4为本发明实施例的内部结构示意图二。

零件标号说明

1-壳体；11-容纳腔；12-隔热腔；2-第一图像采集器；3-第二图像采集器；31-镜头；32-相机内芯；4-分析器；5-透明窗口；61-固定底板；62-隔板；63-固定架；7-接口组件；71-以太网接口；72-电源接口；8-万向支架；9-进气口；91-第一进气口；92-第二进气口；10-吹扫组件。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请结合图1至图4所示，本发明提供一种用于图像采集和分析的装置，包括：壳体1、第一图像采集器2、第二图像采集器3、分析器4、接口组件7和吹扫组件10，所述壳体1具有夹层，且壳体1上开设有与所述夹层连通的进气口9；所述第一图像采集器2和第二图像采集器3均设置于所述壳体1内部，且所述第二图像采集器3与所述第一图像采集器2并排布置；所述分析器4设置于壳体1内部，并与所述第一图像采集器2电连接，用于对所述第一图像采集器2所采集的图像或视频实时处理及识别；所述接口组件7设置于所述壳体1上，并与所述第一图像采集器2、第二图像采集器3和分析器4电连接；所述吹扫组件10，设置于所述壳体1外部，并分别对应于第一图像采集器2和第二图像采集器3。

所述第一图像采集器2采集的图像或视频通过分析器4进行快速近端分析，再将分析结果持续输出，提升分析效率；同时，所述第二图像采集器3将采集的图像或视频直接输出，供人工识别查看，保证生产安全。通过设置壳体1的夹层，能够通过进气口9向夹层内吹入空气，用于带走分析器4与两个图像采集器所产生的热量，并加速所述分析器4的散热效率。通过设置吹扫组件10，用于保证第一图像采集器2和第二图像采集器3能够获得清晰的图像。

在一些实施方式中，所述壳体1呈长方体，其内部中空且具有夹层，所述夹层将壳体1内部分隔为容纳腔11、以及位于容纳腔11上下两侧的隔热腔12，所述第一图像采集器2、第二图像采集器3和分析器4设置于所述容纳腔11中，进气口9与隔热腔12连通，用于通入空气以便进行散热。通过设置夹层，用于空气流通，并加速热交换，以达到隔热和散热的效果。

在一些实施方式中，第一图像采集器2和第二图像采集器3均安装于壳体1内部，且二者并排设置，所述第一图像采集器2和第二图像采集器3均包括镜头31和相机内芯32，所述镜头31为电动镜头31或定焦镜头31。

其中，所述第一图像采集器2和第二图像采集器3的像素包括100万、130万、200万、500万或800万，以保证图像的清晰度；所述镜头31的焦距包括24mm、28mm、35mm或50mm，采用合适的焦距有利于清晰地采集工业场景图像，为后期的图像识别的效果做好准备。相机内芯32包括内部组件，且内部组件组装完成后安装于壳体1内部，相机内芯32的内部组件包括反光板、五棱镜、目镜、快门、感光元件、副反光板、对焦模块等。

并且，所述壳体1的一端设置有两个透明窗口5，所述第一图像采集器2和第二图像采集器3与两个所述透明窗口5一一对应，并透过所述透明窗口5采集外部图像，所述透明窗口5与对应的镜头31之间具有设定间距。具体的，透明窗口5可以采用玻璃或塑料等透明材料，且与镜头31之间的设定间距为Ncm，可根据具体工业场景的要求设定，使得壳体1内部的两个图像采集器采集清晰的工业场景图像。本实施例中，透明窗口5呈圆形，每个透明窗口5对应一个图像采集器。第一图像采集器2的镜头31透过透明窗口5采集外部图像，并通过底板中的传输线路将图像或视频数据传输至分析器4，便于进行实时的图像识别及运算，再将分析结果传输至外部，提高了工作效率；第二图像采集器3的镜头31透过透明窗口5采集外部图像，并将图像或视频数据直接传输至外部，便于人工识别查看。

在一些实施方式中，所述吹扫组件10设置于透明窗口5处，用于清除所述透明窗口5上附着的灰尘污垢，所述吹扫组件10呈圆环形围绕所述透明窗口5，并与所述夹层连通，吹扫组件10的侧壁上设置有吹扫孔，以使气体从吹扫孔中流出。具体的，本实施例中，设置两个吹扫组件10，分别对应于第一图像采集器2和第二图像采集器3，吹扫组件10围绕透明窗口5，用于向各自对应的透明窗口5吹气，以清理透明窗口5上的污垢，保证成像效果清晰。

在一些实施方式中，所述进气口9设置为两个，且布置于远离吹扫组件10的一端，用于向壳体1的夹层内部输入空气，并从所述吹扫组件10排出。本实施例中，所述进气口9包括第一进气口91和第二进气口92，且第一进气口91设置于所述壳体1的侧壁上，通过第一进气口91向夹层的容纳腔11中吹气，第二进气口92设置于所述壳体1的底壁上，通过第二进气口92向夹层的隔热腔12吹气。在其他实施例中，所述进气口9的位置可根据第一图像采集器2、第二图像采集器3及分析器4的散热需求进行设置。通过进气口9向夹层内部输入空气，并从吹扫组件10中排出，一方面能够带走分析器4和两个图像采集器的热量，另一方面排出的空气作用在透明窗口5上，实现透明窗口5的自清洁。

在一些实施方式中，所述分析器4位于第一图像采集器2和第二图像采集器3的后端(靠近相机内芯32)，分析器4与第一图像采集器2和第二图像采集器3之间设置有隔板62，将容纳腔11分隔开，通过分析器4用于对第一图像采集器2采集的图像或视频进行实时处理及识别，分析器4支持网络相机和USB相机接入，提供多种外接口，包括网口、CAN总线、USB口、NVME硬盘的外接口。

所述分析器4包括通信模块、电源模块、计算模块和散热模块，所述分析器4的防护等级为IP65。可保证分析器4能够应对复杂恶劣的工业场景。

在一些实施方式中，还包括固定底板61，所述固定底板61设置于壳体1内部，所述第一图像采集器2、第二图像采集器3和分析器4通过所述固定底板61与壳体1固定。通过固定底板61，使第一图像采集器2和第二图像采集器3均安装在壳体1内，并与分析器4一起安装在固定底板61上。具体的，第一图像采集器2和第二图像采集器3通过固定架63安装在固定底板61上，固定架63呈U型或L型，其一端连接于第一图像采集器2上，另一端连接于固定底板61上，并且，第一图像采集器2和第二图像采集器3等高设置。较佳的，固定底板61紧贴固定在壳体1的内部底端，能够提高稳固性，并加速热交换。

在一些实施方式中，所述固定底板61中设置有传输线路，所述传输线路分别连接第一图像采集器2和分析器4。具体的，固定底板61一方面用于固定并连接第一图像采集器2、第二图像采集器3及分析器4，同时与壳体1接触，加速壳体1内部的热交换；另一方面，固定底部中包含传输线路，通过固定底板61内部的传输线路使第一图像采集器2采集的图像或视频数据传输至分析器4中进行实时处理和分析计算。

在一些实施方式中，所述接口组件7包括以太网接口71和电源接口72，分别用于向外部传输信息和供电，所述以太网接口71为网络数据连接的端口，用于向外部传输信息；所述电源接口72用于连接外部电源为分析器4供电。其中，所述电源接口72与分析器4电连接，以通过电源接口72为分析器4供电。所述第一图像采集器2的数据接口连接至所述分析器4的外接口，所述第二图像采集器3的数据接口连接至所述以太网接口71。如此，能够使第一图像采集器2采集的图像或视频数据传输至分析器4中进行处理分析，使第二图像采集器3采集的图像或视频数据传输至外部。

并且，所述以太网接口71设置为三个，分别为第一以太网接口71、第二以太网接口71和第三以太网接口71，所述第一以太网接口71与分析器4电连接，用于采集所述第一图像采集器2的图像，所述第二以太网接口71与所述第二采集器电连接，用于采集所述第二图像采集器3的图像，所述第三以太网接口71与所述分析器4电连接，用于控制所述分析器4。具体的，所述第一以太网接口71与分析器4电连接，分析器4与第一图像采集器2电连接，从而可以通过第一以太网接口71采集所述第一图像采集器2的图像或视频的分析结果。第二图像采集器3直接与第二以太网接口71电连接，使第二以太网接口71能够直接采集第二图像采集器3的图像或视频。第三以太网接口71与分析器4电连接，用于控制分析器4的分析作业。如此，能够使第一图像采集器2所采集的图像或视频经过分析器4的识别分析后，将分析结果通过第一以太网接口71输出，第二图像采集器3所采集的图像或视频直接通过第二以太网接口71输出。

在一些实施方式中，还包括万向支架8，所述万向支架8设置于壳体1的外侧，用于支撑所述壳体1并进行多角度调节。具体的，所述万向支架8设置于壳体1的底部，其一方面起到固定支撑壳体1的作用，另一方面，可支持壳体1进行左右及俯仰角度调节，便于适应各种不同的安装环境。

另外，本发明还提供了一种用于图像采集和分析的方法，采用如上所述的用于图像采集和分析的装置，包括：

将第一图像采集器2采集的图像或视频数据传输至分析器4，经分析器4实时处理及识别后，将分析结果传输至外部；将第二图像采集器3采集的图像或视频数据直接传输至外部。

两个采集动作可同步执行或非同步执行，通过第一图像采集器2和分析器4的近端分析，可克服业场景距离远程服务器远的问题，避免传输耗费时长过长，提高图像识别效率；并且，通过第二图像采集器3直接传输，便于供人工识别，保证生产安全。

并且，本发明的用于图像采集和分析的方法，还包括:通过接口组件7的第一以太网接口71，采集所述第一图像采集器2的图像；通过接口组件7的第二以太网接口71，采集所述第二图像采取器的图像；通过接口组件7的第三以太网接口71，控制所述分析器4作业。

综上，在本发明实施例提供的用于图像采集和分析的装置及方法中，本发明通过第一图像采集器实时采集高清图像并由分析器进行快速近端分析，提升分析效率，并持续输出分析结果；同时通过第二图像采集器将图像或视频直接接出，供人工识别查看，保证生产安全；壳体的夹层中空设计和进气口，便于空气流通，保证了整体装置的热交换，保证装置可运行在高温环境下；吹扫组件使得透明窗口保持干净且能保证清晰的成像效果，使本发明更适用于环境恶劣且高速生产的工业场景。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种用于图像采集和分析的装置，其特征在于，包括：

壳体，其具有夹层，所述壳体上开设有与所述夹层连通的进气口；

第一图像采集器，设置于所述壳体内部；

第二图像采集器，设置于所述壳体内部，并与所述第一图像采集器并排布置；

分析器，设置于所述壳体内部，并与所述第一图像采集器电连接，用于对所述第一图像采集器所采集的图像或视频实时处理及识别；

接口组件，设置于所述壳体上，并与所述第一图像采集器、第二图像采集器和分析器电连接；

吹扫组件，设置于所述壳体外部，并分别对应于第一图像采集器和第二图像采集器。

2.根据权利要求1所述的用于图像采集和分析的装置，其特征在于：所述第一图像采集器和第二图像采集器均包括镜头和相机内芯，所述镜头为电动镜头或定焦镜头。

3.根据权利要求2所述的一种集成化相机装置，其特征在于：所述第一图像采集器和第二图像采集器的像素包括100万、130万、200万、500万或800万，所述镜头的焦距包括24mm、28mm、35mm或50mm。

4.根据权利要求2所述的一种集成化相机装置，其特征在于：所述壳体的一端设置有两个透明窗口，所述第一图像采集器和第二图像采集器与两个所述透明窗口一一对应，并透过所述透明窗口采集外部图像，所述透明窗口与对应的镜头之间具有设定间距。

5.根据权利要求4所述的用于图像采集和分析的装置，其特征在于：所述吹扫组件设置于透明窗口处，用于清除所述透明窗口上附着的灰尘污垢，所述吹扫组件呈圆环形围绕所述透明窗口，并与所述夹层连通。

6.根据权利要求1所述的用于图像采集和分析的装置，其特征在于：所述进气口设置为两个，且布置于远离吹扫组件的一端，用于向壳体的夹层内部输入空气，并从所述吹扫组件排出。

7.根据权利要求1所述的一种集成化相机装置，其特征在于：所述分析器包括通信模块、电源模块、计算模块和散热模块，所述分析器的防护等级为IP65。

8.根据权利要求1所述的用于图像采集和分析的装置，其特征在于：还包括固定底板，所述固定底板设置于壳体内部，所述第一图像采集器、第二图像采集器和分析器通过所述固定底板与壳体固定。

9.根据权利要求8所述的用于图像采集和分析的装置，其特征在于：所述固定底板中设置有传输线路，所述传输线路分别连接第一图像采集器和分析器。

10.根据权利要求1所述的用于图像采集和分析的装置，其特征在于：所述接口组件包括以太网接口和电源接口，分别用于向外部传输信息和供电，所述以太网接口为网络数据连接的端口，用于向外部传输信息；所述电源接口用于连接外部电源为分析器供电。

11.根据权利要求10所述的用于图像采集和分析的装置，其特征在于：所述第一图像采集器的数据接口连接至所述分析器的外接口，所述第二图像采集器的数据接口连接至所述以太网接口。

12.根据权利要求10所述的用于图像采集和分析的装置，其特征在于：所述以太网接口设置为三个，分别为第一以太网接口、第二以太网接口和第三以太网接口，所述第一以太网接口与分析器电连接，用于采集所述第一图像采集器的图像，所述第二以太网接口与所述第二采集器电连接，用于采集所述第二图像采集器的图像，所述第三以太网接口与所述分析器电连接，用于控制所述分析器。

13.根据权利要求1所述的用于图像采集和分析的装置，其特征在于：还包括万向支架，所述万向支架设置于壳体的外侧，用于支撑所述壳体并进行多角度调节。

14.一种用于图像采集和分析的方法，其特征在于，采用如权利要求1-13中任一项所述的用于图像采集和分析的装置，包括：

将第一图像采集器采集的图像或视频数据传输至分析器，经分析器实时处理及识别后，将分析结果传输至外部；

将第二图像采集器采集的图像或视频数据直接传输至外部。

15.根据权利要求14所述的用于图像采集和分析的方法，其特征在于：所述用于图像采集和分析的装置的接口组件包括第一以太网接口、第二以太网接口和第三以太网接口；

通过接口组件的第一以太网接口，采集所述第一图像采集器的图像或视频；

通过接口组件的第二以太网接口，采集所述第二图像采取器的图像或视频；

通过接口组件的第三以太网接口，控制所述分析器作业。

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