CN216160831U - 一种激光测距矫正线扫相机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光测距矫正线扫相机，包括线扫相机自适应采集***模块，所述线扫相机自适应采集***模块包括图像采集模块、激光测距模块、位置调整模块和计算机处理模块，所述图像采集模块用于对产品实施图像采集，所述激光测距模块用于对图像采集模块与产品之间的相对位置进行测量，所述位置调整模块用于驱动图像采集模块进行调整。本实用新型通过线扫相机自适应采集***模块包含图像采集模块，激光测距模块，位置调整模块，计算机处理模块，可以通过计算机处理模块控制位置调整模块带动图像采集模块实时调整其位置，从而可以避免因测量平面与相机不平行或高度不稳定而引起的图像不清晰，且使用时自动化程度高。

Description

一种激光测距矫正线扫相机

技术领域

本实用新型涉及线扫相机技术领域，尤其涉及一种激光测距矫正线扫相机。

背景技术

随着社会与科技的不断进步，工业生产的规模与自动化程度也随之不断提高，例如对生产的工件进行扫描检测和分类时，可以采用较为自动化的方式进行，在此过程中就需要用到线扫相机，线扫相机又叫线扫描相机，其可以对工件的表面进行扫描，并通过计算机***对其进行比对，从而可以完成对工件的检测和分类，提升工件生产的效率与准确率。

在实际生产过程中，产品的机械安装往往存在一定误差，或者产品自身高度不协调，表面不够平整，使得线扫相机在使用过程中其理想图像采集的平面与实际图像采集平面在一些范围内存在偏差，而两个平面之间的高度差超过当前的景深，就会造成部分区域的存在视角差，进而线扫相机获得目标图像质量就不够理想，导致测量和检测的结果与实际存在一定的偏差，测量和检测的结果不够准确，无法对目标产品做出正确的测量或检测。现有工业应用中，相机与定位工件平面一般通过机械调平配合机械定位的方式进行调平处理，整体调平难度系数大、耗时长等问题，而且部分产品自身表面存在翘曲等问题，采用一般机械压平时，容易导致机械压平部分与产品之间的压力和摩擦较大，进而容易对产品造成压痕甚至划伤等情况，给产生的制造带来新的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种激光测距矫正线扫相机。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种激光测距矫正线扫相机，包括线扫相机自适应采集***模块，所述线扫相机自适应采集***模块包括图像采集模块、激光测距模块、位置调整模块和计算机处理模块，所述图像采集模块用于对产品实施图像采集，所述激光测距模块用于对图像采集模块与产品之间的相对位置进行测量，所述位置调整模块用于驱动图像采集模块进行调整，所述计算机处理模块用于对激光测距模块测量的位置与初始状态进行比对以及控制位置调整模块带动图像采集模块的位置进行调整。

优选地，所述图像采集模块包括相机主体和镜头，所述激光测距模块包括第一激光测距仪和第二激光测距仪，所述图像采集模块和激光测距模块的外部安装有保护外壳，且外壳上设置有补光机构，并且保护外壳通过连接件安装在一组可以移动和转动的底座上。

优选地，所述第一激光测距仪和第二激光测距仪上分别安装有进行位置移动的驱动部分，且第一激光测距仪和第二激光测距仪通过同轴导光机构保证激光测量点可以进行测距。

优选地，所述位置调整模块包括第一电机、第二电机和第三电机，且第一电机、第二电机和第三电机的输出端分别通过辅助调节机构与图像采集模块和激光测距模块连接，并且第一电机、第二电机和第三电机上分别设置有制动机构。

优选地，所述计算机处理模块包括视觉与运控处理模块，且计算机处理模块分别与图像采集模块、激光测距模块、位置调整模块电性连接。

优选地，所述计算机处理模块上设置有触控面板，且计算机处理模块与触控面板为电性连接。

本实用新型具有以下有益效果：

1、通过线扫相机自适应采集***模块包含图像采集模块，激光测距模块，位置调整模块，计算机处理模块，使得图像采集模块在对产品的表面进行图像采集时，可以通过激光测距模块进行测距矫正，并通过计算机处理模块控制位置调整模块带动图像采集模块实时调整其位置，从而可以避免因测量平面与相机不平行或高度不稳定而引起的图像不清晰，从而导致微小缺陷的漏检或分类错误；

2、通过计算机处理模块分别与图像采集模块，激光测距模块以及位置调整模块的电性连接，使得图像采集模块和激光测距模块可以将实时采集的图像和位置信息输送至计算机处理模块，计算机处理模块经过比对运算后可以自动控制位置调整模块对图像采集模块的位置进行对应调整，整个过程中通过计算机处理模块进行运算协调，从而使得整体自动化程度较高。

附图说明

图1为本实用新型提出的线扫描自适应测量面***模块的组成结构示意图；

图2为本实用新型提出的线扫描自适应测量面***模块的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种激光测距矫正线扫相机，包括线扫相机自适应采集***模块，线扫相机自适应采集***模块包括图像采集模块、激光测距模块、位置调整模块和计算机处理模块，图像采集模块用于对产品实施图像采集，激光测距模块用于对图像采集模块与产品之间的相对位置进行测量，位置调整模块用于驱动图像采集模块进行调整，计算机处理模块用于对激光测距模块测量的位置与初始状态进行比对以及控制位置调整模块带动图像采集模块的位置进行调整；

图像采集模块包括相机主体和镜头，激光测距模块包括第一激光测距仪和第二激光测距仪，图像采集模块和激光测距模块的外部安装有保护外壳，且外壳上设置有补光机构，并且保护外壳通过连接件安装在一组可以移动和转动的底座上，保护外壳可以对图像采集模块和激光测距模块进行连接和保护，使得图像采集模块和激光测距模块可以一同安装在底座上，进而使得底座活动时可以带动图像采集模块和激光测距模块进行活动，图像采集模块上的镜头部分、激光测距模块上的第一激光测距仪和第二激光测距仪的激光发射区域分别从保护外壳中伸出，从而使得图像采集模块和激光测距模块可以分别实施实时图像采集和激光测距，进而配合完成后续操作；

第一激光测距仪和第二激光测距仪上分别安装有进行位置移动的驱动部分，且第一激光测距仪和第二激光测距仪通过同轴导光机构保证激光测量点可以进行测距，使得第一激光测距仪和第二激光测距仪可以分别进行移动，进而使得其之间的间距发生变化，从而在面对部分产品进行测距时，可以通过调整第一激光测距仪和第二激光测距仪之间的间距保证发射的两组激光不会处于同一位置处，进而可以针对产品测算出图像采集模块与产品之间的相对位置，从而便于后续生成初始状态位置信息的比对模型；

位置调整模块包括第一电机、第二电机和第三电机，且第一电机、第二电机和第三电机的输出端分别通过辅助调节机构与图像采集模块和激光测距模块连接，并且第一电机、第二电机和第三电机上分别设置有制动机构，使得第一电机、第二电机和第三电机可以带动图像采集模块和激光测距模块的底座进行多方位活动，从而可以根据产品的形状和位置对图像采集模块和激光测距模块的位置进行调整，使得其处于对应位置上，进而使得图像采集模块采集的图像具有比对价值，同时第一电机、第二电机和第三电机为伺服电机，可以进行往复转动，从而配合辅助调节机构进行往复方向上的调节，并且在调节完成后，第一电机、第二电机和第三电机上的制动机构可以分别带动其输出轴部分进行固定，进而保证图像采集模块和激光测距模块调整后的稳固性，从而保证后续图像采集模块采集图像的清晰，激光测距模块测量位置信息的准确性；

计算机处理模块包括视觉与运控处理模块，且计算机处理模块分别与图像采集模块、激光测距模块、位置调整模块电性连接，使得图像采集模块和激光测距模块采集的图像和测量的位置信息可以通过电信号的方式传输至计算机处理模块上，计算机处理模块包括视觉与运控处理模块，视觉与运控模块中的运控部分是将激光反馈的高度变化反馈给计算机处理模块，计算得到的电机矫正参数发给执行电机校正相机理论位置，视觉与运控模块中的运控部分用于协助获取质量较好的图像，而视觉处理模块会根据采集到的图像进行一些具体的分析，从而配合后续识别检测；

计算机处理模块上设置有触控面板，且计算机处理模块与触控面板为电性连接，操作人员可以通过计算机处理模块上的触控面板实时查看检测结果，并设置一组或者多组产品与图像采集模块的初始对应位置，创建比对模型。

该装置在使用时，如图1-2所示，将线扫相机自适应测量面***通过螺杆等可拆卸的方式安装在生产设备上，方便后续进行拆卸维护，其中图像采集模块和激光测距模块通过其外部的保护壳安装在活动底座上，通过计算机处理模块上设置有触控面板，第一电机、第二电机和第三电机的输出端分别通过辅助调节机构与图像采集模块和激光测距模块上的底座连接，以及计算机处理模块分别与位置调整模块上第一电机、第二电机和第三电机的电性连接，通过触控面板控制第一电机、第二电机和第三电机带动图像采集模块和激光测距模块调整至初始位置处，通过图像采集模块上设置有补光机构，将补光机构打开，将图像采集模块上的镜头根据产品位置调整至指定焦距，便于后续相机主体能够获取足够清晰的图像，同时打开激光测距模块上的第一激光测距仪和第二激光测距仪，通过第一激光测距仪和第二激光测距仪上分别安装有进行位置移动的驱动部分，且第一激光测距仪和第二激光测距仪通过同轴固件的方式进行安装，通过该驱动部分控制第一激光测距仪和第二激光测距仪进行移动，直至第一激光测距仪和第二激光测距仪发射的激光可以同时照射至产品上，并且照射点为不重合状态，通过计算机处理模块与激光测距模块的电性连接，操作人员可以通过计算机处理模块上的触控面板将此时的第一激光测距仪和第二激光测距仪设置为初始比对状态，激活整个线扫相机自适应采集***模块，当产品放置在被测量位置时，激光测距模块可以通过第一激光测距仪和第二激光测距仪发生的激光对实时距离进行测算，并将数据以电信号的方式传导至计算机处理模块上，图像采集模块可以将采集的图像以电信号的方式传导至计算机处理模块上，计算机处理模块上的视觉与运控处理模块通过解码将电信号重新转换成位置和图像信息并与初始状态进行比对，当位置信息与初始状态对应时，视觉与运控处理模块将图像信息进一步进行比对，对产品实施检测与测量，当位置信息与初始状态不对应时，视觉与运控处理模块通过运输得出调整方向与幅度并向位置调整模块发送调整命令，位置调整模块通过其上的第一电机、第二电机和第三电机带动底座发生对应活动，同时激光测距模块实时进行工作，并将位置信息实时输送至计算机处理模块，直至位置信息与预期符合，此时图像采集模块再次采集图像并输送至计算机处理模块供其进行比对检测和测量；

具体的，该装置可以应用于面板制造业手机、平板电脑等显示面板的高精度缺陷检测和分类，现有的显示屏面板在检验时一般是依靠人工进行目测焊接完毕的电路板，检查是否有无虚焊短路现象，相较于现有方式该装置由于不是依靠人为目测，准确率与效率更高，且更加节省生产过程中的人工成本；

具体的，该装置可以应用于半导体制造业晶圆上微小缺陷的高精度检测和分类，现有的半导体制造业晶圆上微小缺陷在检验时一般是采用多个工业相机配合，以及通过转盘带动晶圆转动进行检测，该装置在使用时可以只使用一组，在使用过程中，将计算机处理模块上的初始位置信息设置为多组，通过转盘带动晶圆转动，该装置在针对不同面进行检测时，可以采用不同初始位置信息对图像采集模块采集模块进行调整，从而减少检测设备的使用量，进而避免检测过程过于复杂，设备成本较高；

具体的，该装置可以应用于轴承、凸轮等曲面的高精度检测和分类，现有轴承、凸轮等曲面检测时一般是采用机械定位的方式进行，在实际使用过程中，需要逐一对轴承或者凸轮等进行固定，并通过检测部分对其进行贴合检测，整个过程较为繁琐，使用该装置时可以直接采用图像采集模块采集对应位置处的图片信息，并通过计算机处理模块对采集的图片与预期产品的图片进行比对，不需要对轴承、凸轮等产品进行固定并调整检测部分与产品贴合进行检测，更加方便快捷。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光测距矫正线扫相机，包括线扫相机自适应采集***模块，其特征在于，所述线扫相机自适应采集***模块包括图像采集模块、激光测距模块、位置调整模块和计算机处理模块，所述图像采集模块用于对产品实施图像采集，所述激光测距模块用于对图像采集模块与产品之间的相对位置进行测量，所述位置调整模块用于驱动图像采集模块进行调整，所述计算机处理模块用于对激光测距模块测量的位置与初始状态进行比对以及控制位置调整模块带动图像采集模块的位置进行调整。

2.根据权利要求1所述的一种激光测距矫正线扫相机，其特征在于，所述图像采集模块包括相机主体和镜头，所述激光测距模块包括第一激光测距仪和第二激光测距仪，所述图像采集模块和激光测距模块的外部安装有保护外壳，且外壳上设置有补光机构，并且保护外壳通过连接件安装在一组可以移动和转动的底座上。

3.根据权利要求2所述的一种激光测距矫正线扫相机，其特征在于，所述第一激光测距仪和第二激光测距仪上分别安装有进行位置移动的驱动部分，且第一激光测距仪和第二激光测距仪通过同轴导光机构保证激光测量点可以进行测距。

4.根据权利要求1所述的一种激光测距矫正线扫相机，其特征在于，所述位置调整模块包括第一电机、第二电机和第三电机，且第一电机、第二电机和第三电机的输出端分别通过辅助调节机构与图像采集模块和激光测距模块连接，并且第一电机、第二电机和第三电机上分别设置有制动机构。

5.根据权利要求1所述的一种激光测距矫正线扫相机，其特征在于，所述计算机处理模块包括视觉与运控处理模块，且计算机处理模块分别与图像采集模块、激光测距模块、位置调整模块电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种激光测距矫正线扫相机，其特征在于，所述计算机处理模块上设置有触控面板，且计算机处理模块与触控面板为电性连接。

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