一种激光测距矫正面阵相机与测量点位置的方法与流程

1.本发明涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种激光测距矫正面阵相机与测量点位置的方法。


背景技术：

2.激光测距是以激光器作为光源进行测距，利用激光器对目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，从而计算出从观测者到目标的距离。
3.由于机械安装误差或目标产品自身高度不平整等原因，面阵相机的理想图像采集的平面与实际图像采集平面存在偏差，当两个平面之间的高度差超过当前的景深，面阵相机获得目标图像质量不够清晰，可以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和机械定位的方式处理，整体调平难度系数大、耗时长等问题。


技术实现要素：

4.本发明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面阵相机与测量点位置的方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种激光测距矫正面阵相机，包括安装座，所述安装座上方设有相机，所述安装座内设有与相机配合的图像采集模块，所述安装座内设有多个用于调整相机位置与角度的驱动电机，所述安装座内设有与多个驱动电机配合的位置调整模块，所述安装座外部设有多个激光发生器，所述安装座内设有与多个激光发生器配合的激光测距模块，多个所述激光发生器均通过同轴固定模块与安装座连接，所述安装座侧方设有控制计算机，所述控制计算机内设有视觉模块和运控处理模块。
7.优选地，所述位置调整模块包括与多个驱动电机电性连接的控制器，所述控制器型号为ky02s，多个所述驱动电机数量为五个，三个所述驱动电机与另外两个所述驱动电机呈x/y/z轴设置。
8.优选地，所述激光测距模块包括内激光工作物质与光学谐振腔，所属激光发生器为固体激光器。
9.优选地，多个所述激光器数量为三个，多个所述激光器发出的激光测量点不重合，不能共线。
10.本发明还提出了一种激光测距测量点位置的方法，包括如下步骤：
11.s1、安装与准备，将相机安装在安装座上，随后再对所有的驱动电机进行复位，以及将安装座内的图像采集模块、位置调整模块与激光测距模块进行初始化设置；
12.s2、调整与适应，首先需要根据设计安装高度调整相机内的镜头焦距，随后再根据待测产品大小与其观察便利性，从而决定是否需要对其进行补光操作；
13.s3、调节激光器，调整激光发生器的位置，确保激光测量位置在产品上，且三个激光器发出的三个测量点不重合不共线，在视野测量产品上距离调至适中，调整完成后设定三个激光测距仪的初始距离；
14.s4、运行系统，实时测量当前测量位置变化，反馈给视觉与运控处理模块计算，得到的位置补偿数据将其传递给位置调整模块，利用控制器分控制五个驱动电机，从而对相机位置进行修正，确保相机与测量产品保持相应的位置关系。
15.本发明的有益效果：
16.1、通过设置激光测距模块、视觉模块与运控处理模块，能利用多个激光器对距离进行测量，将测量结果交给处理cpu进行处理从而将其转环成数字信号，再利用视觉模块与运控处理模块对其进行反馈与计算能精确获取当前距离值，相机可以根据测量位置自动调整，降低由于自身翘曲或机械安装误差带来的影响，最大限度得保证了图像的清晰。
17.2、在首次测量点调整好相机的焦距后，后续的测量点位会根据测量产品的高度不同自动调整设备位置，使相机距离测量点的位置保持一致，从而确保采集到清晰的图像信息，提高了测量精确度也避免了频繁人工调整，节省了后续调整时间以及避免出现过多的人力消耗。
附图说明
18.图1为本发明提出的激光测距模块示意图；
19.图2为本发明提出的位置调整模块示意图；
20.图3为本发明提出的同轴固定模块示意图；
21.图4为本发明提出的计算机处理模块示意图；
22.图5为本发明提出的面阵相机安装座与相机连接示意图；
23.图6为本发明提出的面阵相机自适应测量面系统图。
24.图中：1安装座、2相机、3镜头。
具体实施方式
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
26.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
27.参照图1-6，一种激光测距矫正面阵相机，包括安装座1，安装座1上方设有相机2，安装座1内设有与相机2配合的图像采集模块，图像采集模块包括单片机与isp-pld器件，isp-pld器件具体型号为 isplsi 5512ve-155lf256，利用与相机2配合的图像采集模块配合，实现对相机2得到的图像高速采集与存储，将图像传递至控制计算机上能快速看到被测物品的缺陷，从而便于对其进行分类。
28.安装座1内设有多个用于调整相机2位置与角度的驱动电机，安装座1内设有与多个驱动电机配合的位置调整模块，位置调整模块包括与多个驱动电机电性连接的控制器，控制器型号为ky02s，多个驱动电机数量为五个，三个驱动电机与另外两个驱动电机呈x/y/z轴设置，利用控制器分别控制五个驱动电机，五个驱动电机分别通过其输出轴与市面上现有的传动部件带动相机转动，从而实现相机在xyz三轴上进行移动，从而实现对相机位置进行修正。
29.安装座1外部设有多个激光发生器，安装座1内设有与多个激光发生器配合的激光测距模块，激光测距模块内设有用于对激光器测量距离进行处理的处理cpu，多个激光器数量为三个，多个激光器发出的激光测量点不重合不共线，三个测量点不重合不共线设置保证了测量精度，运行系统后可以利用激光器与激光测距模块开始进行距离测量，从激光器发射出一束很细的激光，由激光测距模块接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，从而计算出从距离。
30.安装座1侧方设有控制计算机，控制计算机内设有视觉模块和运控处理模块，视觉模块和运控处理模块能对位置变化进行反馈与计算，利用激光器与激光测距模块可以进行距离测量，互相搭配能够实时测量当前测量位置变化，动态式距离测量提高了装置的实用性与功能性，在一定程度上降低了测量过程中产生的误差。
31.本发明还提出了一种激光测距测量点位置的方法，包括如下步骤：
32.s1、安装与准备，将相机2安装在安装座1上，随后再对所有的驱动电机进行复位，以及将安装座内的图像采集模块、位置调整模块与激光测距模块进行初始化设置；
33.s2、调整与适应，首先需要根据设计安装高度调整相机2内的镜头3的焦距，随后再根据待测产品大小与其观察便利性，从而决定是否需要对其进行补光操作；
34.s3、调节激光器，调整激光发生器的位置，确保激光测量位置在产品上，且三个激光器发出的三个测量点不重合不共线，在视野测量产品上距离调至适中，调整完成后设定三个激光测距仪的初始距离；
35.s4、运行系统，实时测量当前测量位置变化，反馈给视觉与运控处理模块计算，得到的位置补偿数据将其传递给位置调整模块，利用控制器分控制五个驱动电机，从而对相机2位置进行修正，确保相机 2与测量产品保持相应的位置关系。
36.本发明使用时，将相机2安装在安装座1上，随后再对所有的驱动电机进行复位，以及将安装座1内的图像采集模块、位置调整模块与激光测距模块进行初始化设置，随后根据设计安装高度调整相机2 内的镜头3焦距，随后再根据待测产品大小与其观察便利性，从而决定是否需要利用补光设备对其进行补光操作；再利用同轴固定模块对激光器进行安装与调整，确保激光测量位置在产品上，且三个激光器发出的三个测量点不重合不共线，在视野测量产品上距离调至适中，调整完成后设定三个激光测距仪的初始距离，最后运行系统，利用激光器与激光测距模块开始进行距离测量，三个测量间不重合不共线设置保证了测量精度，运行系统后可以利用激光器与激光测距模块开始进行距离测量，从激光器发射出一束很细的激光，由激光测距模块接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，从而计算出从距离，实时测量当前测量位置变化，反馈给控制计算机内的视觉与运控处理模块进行计算，得到的位置补偿数据将其传递给位置调整模块，利用控制器分控制五个驱动电机，五个驱动电机分别通过其输出轴与市面上现有的传动部件带动相机2转动，从
而实现相机2 在xyz三轴上进行移动，从而实现对相机2位置进行修正，确保相机 2与测量产品保持相应的位置关系，最终利用与相机2配合的图像采集模块配合，实现对相机2得到的图像高速采集与存储，将图像传递至控制计算机上能快速看到被测物品的缺陷，从而便于对其进行分类。
37.该方法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，也可以运用于半导体制造业晶圆、大硅片上的微小缺陷的高精度检测和分类，可以根据测量的点实时调整相机2位置，避免因测量平面与相机2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。
38.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。