一種圖像采集設備及包括該設備的機器視覺實驗平臺的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種圖像采集設備及其應用，具體涉及一種包含固定支架的圖像采集設備以及包括該設備的機器視覺實驗平臺，屬于機器視覺教育領域。
【背景技術】
[0002]機器視覺的核心是圖像處理，近幾年，伴隨著國內機器視覺技術發展，各行各業對采用機器視覺圖像處理設備的應用廣泛出現。國內相關大專院校、研究所和企業近兩年也積極思索、大膽嘗試，在圖像處理方面逐步開始走向工業現場應用。然而，現有的視覺實驗平臺的取像設備一般是由相機、光源和簡單固定支架構成，現有的固定方式基本包括兩種，螺絲固定或者蟹夾固定，螺絲固定比較麻煩，更換相機比較繁瑣；蟹夾固定更換相機比較方便，但是相機的位置不能輕易調節到垂直或者水平。

【發明內容】

[0003]發明目的:本發明的第一目的是提供一種使用方便、操作精確的圖像采集設備，本發明的第二目的是提供一種包括該設備的機器視覺實驗平臺。
[0004]技術方案:本發明所述的一種圖像采集設備，包括用于采集圖像的相機，用于固定和更換相機、并調節相機高度的相機橫向固定機構，設置于相機下方、用于在圖像采集時補光的光源，用于固定光源、并調節光源高度的光源橫向固定機構，以及用于縱向固定相機橫向固定機構和光源橫向固定機構的縱向支撐座；相機橫向固定機構包括與縱向支撐座固定連接的相機橫向支撐座，與相機橫向支撐座固定連接的Y型支撐桿，以及貫穿Y型支撐桿的支臂、用于夾持固定相機、并可相對或者背離相機移動的夾持桿。
[0005]本發明通過夾持桿與Y型支撐桿的配合，當需要固定相機時，可使夾持桿相對相機移動至剛好夾持住相機，當需要更換相機時，先使夾持桿背離相機移動，卸下待更換的相機，裝入合適的相機后，再使夾持桿相對該相機移動直至將其夾住，相機的更換、固定方便、省時；而且，通過移動夾持桿，可對相機的水平位置進行調節，完成全面、多位置的圖像采集；同時，通過與縱向支撐座固定連接的相機橫向支撐座，可適當調節相機的高度。
[0006]優選的，Y型支撐桿的支臂上對應設有帶內螺紋的左、右通孔，夾持桿表面設有外螺紋。可通過旋轉夾持桿的方式使其穿過左、右通孔，繼續旋進夾持相機或旋出更換相機。
[0007]上述相機橫向固定機構還包括豎向貫穿相機橫向支撐座、可在相機橫向支撐座內縱向移動的高度調節桿，Y型支撐桿與高度調節桿固定連接。高度調節桿可帶動Y型支撐桿、夾持桿和相機在相機橫向支撐座內縱向移動，實現相機高度的微調。
[0008]上述夾持桿包括螺紋桿、與螺紋桿遠端連接的手柄以及與螺紋桿近端連接的相機夾持塊。
[0009]進一步的，夾持桿還包括貼覆在相機夾持塊表面的軟墊。通過軟墊與相機接觸，可避免夾持時對相機造成損壞。
[0010]上述光源橫向固定機構包括用于固定光源的光源固定架，與光源固定架可轉動連接、用于調節光源角度的角度調節支架，以及與縱向支撐座及角度調節支架固定連接、用于調節光源高度的光源橫向固定座。根據取像需要，可通過角度調節支架適當調節光源的角度；通過光源橫向固定座也可適當調節光源的高度。
[0011]進一步的，光源橫向固定座包括與縱向支撐座固定連接、可沿縱向支撐座縱向移動的光源高度調節座，以及一端與角度調節支架固定連接、另一端與光源高度調節座固定連接的支撐橫桿。光源高度調節座帶動支撐橫桿、進而帶動光源固定架縱向移動，進行高度的調節。
[0012]更進一步的，支撐橫桿為并列設置的多個。單個支撐橫桿的平衡性較低，通過并列設置多個支撐橫桿可提高光源橫向固定機構的整體平衡性。
[0013]優選的，光源固定架與角度調節支架通過鉸接方式連接。
[0014]本發明所述的一種包括圖像采集設備的機器視覺實驗平臺，其特征在于，包括用于控制樣品運轉到指定位置的伺服控制器，用于對伺服控制器和圖像采集設備分別發出控制樣品運轉指令和圖像采集指令的PLC控制器，用于接收并處理采集到的樣品圖像的工控機，以及用于顯示工控機作出的圖像處理結果的顯示器。通過使用本發明的圖像采集設備，可以方便、準確地獲取樣品圖像，該圖像由工控機分析處理后，將結果輸出，由顯示器顯示，可以真實模擬工業現場環境，使學生和研究人員零距離理解工業視覺。
[0015]有益效果:與現有技術相比，本發明的優點在于:
[0016](1)本發明的圖像采集設備能夠方便、快捷地安裝、卸除、更換相機，通過移動夾持桿，能夠支持多種尺寸相機的安裝、卸除和更換，同時能夠有效調節相機的水平位置，全面、多位置的進行圖像采集；
[0017](2)本發明的圖像采集設備通過設置高度調節桿，能夠對相機的高度進行調節，實現相機垂直位置的微調；
[0018](3)用戶可以根據需要，調節光源的方向，控制光源的安裝位置，滿足多種教學或實驗光源要求；用戶也可以自主組合光源和相機，根據實際需要完整、精確地采集樣品圖像。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的圖像采集設備的結構示意圖；
[0020]圖2為本發明的相機橫向固定機構的俯視圖；
[0021 ]圖3為本發明的光源橫向固定機構的俯視圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步說明。
[0023]本發明的一種圖像采集設備，包括用于采集圖像的相機1、相機橫向固定機構2、光源3、光源橫向固定機構4以及縱向支撐座5。
[0024]本發明中，以相機及其固定機構所處的平面方向為橫向和豎向，垂直于該水平面的方向為縱向。
[0025]相機橫向固定機構2用于固定和更換相機1、并調節相機1高度，包括與縱向支撐座5固定連接的相機橫向支撐座21，與相機橫向支撐座21固定連接的Y型支撐桿22，以及用于夾持固定相機1的夾持桿23，24，夾持桿23，24分別貫穿Y型支撐桿22的支臂221，222，夾持桿23，24可相對或者背離相機1移動。本發明中，以Y型支撐桿的主臂方向為橫向，與主臂方向垂直的為豎向。
[0026]夾持桿23，24可包括螺紋桿231，241，與螺紋桿231，241遠端連接的手柄232、242以及與螺紋桿231，241近端連接的相機夾持塊233，243 ;夾持桿23，24還可以包括貼覆在相機夾持塊233，243表面的軟墊，通過軟墊與相機1接觸，可避免夾持時對相機1造成損壞。此處，靠近相機1的一端為近端，背離相機1的一端為遠端。可在Y型支撐桿22的支臂221，222上對應設置帶內螺紋的左、右通孔，夾持桿23，24表面設置外螺紋，通過旋轉夾持桿23，24的方式使其穿過左、右通孔，繼續旋進夾持相機或旋出更換相機。
[0027]相機橫向固定機構2還可以包括高度調節桿25，高度調節桿25豎向貫穿相機橫向支撐座21、并