專利名稱：激光結構光視覺傳感裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及機器人領域中的視覺測量傳感裝置，特別涉及激光結構光視覺傳感裝置。
背景技術：
激光結構光視覺傳感裝置利用激光束經過柱面鏡形成激光平面，投射到工件上產生激光條紋，利用攝像機采集激光條紋獲得具有鮮明特征的視覺圖像。目前的這種傳感裝置采用一臺攝像機進行圖像采集(其典型結構見“吳林，陳善本，智能焊接技術，第209~210頁，北京國防工業出版社，2000年。”)。這種傳感裝置的不足之處是當結構光照射在經過鋼絲刷去除氧化膜或磨削過的鋁板或其它金屬板表面時，會產生強烈的反射，使采集到的圖像質量大幅度降低，往往會使后續處理失敗。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠克服上述不足、提高可用性的激光結構光視覺傳感裝置。
為實現上述目的，激光結構光視覺傳感裝置，包括攝像機，用于圖像采集；激光器，產生激光結構光平面，所述的攝像機為兩臺，所述激光器產生的激光結構平面與兩臺攝像機的光軸形成的平面為30°-60°角。
本發明采用加裝濾光透鏡的兩臺CCD攝像機進行圖像采集，位置和角度的差異可以使得兩臺CCD攝像機不會同時出現鏡面反射，避免了圖像的后續處理失敗問題。本發明在任意時刻提供兩幅同步采集的不同視角下的視覺圖像。利用激光器參數和這兩幅圖像，經過后續處理可以獲得同一個結構光特征點相對于傳感裝置的三組三維坐標信息。
圖1為激光結構光視覺傳感裝置示意圖；圖2為采集到的V型槽工件視覺圖像；圖3為采集到的單側坡工件視覺圖像。
具體實施例方式
如圖1所示，攝像機1加裝濾光透鏡3后安裝在支架4上，其光軸中心線5與支架4的底面平行；攝像機7加裝濾光透鏡8后安裝在支架6，其光軸中心線9與支架6的底面平行。支架4和6的底面安裝在支架2上，并可以調整方向。攝像機1和7的光軸中心線的夾角可以根據需要進行調整。激光器11和平凸柱面鏡12安裝在支架13上，激光器發出的激光與支架13的底面平行。支架13安裝在支架10上，支架10安裝于支架2上，處于支架4和6中間。光軸中心線5和9形成的平面與激光面14成30°~60°角，本實施例中為45°角。同時，任一平面與光軸中心線5、9的交點的聯線，不平行于該平面與激光面14相交形成的直線。激光面14照射到工件16形成激光條紋15。攝像機1和7在任意時刻同步采集條紋15，從而在任意時刻提供兩幅同步采集的不同視角下的視覺圖像。
本實施例中，兩臺攝像機均采用WATEC505黑白工業攝像機，激光器采用半導體激光器，濾光透鏡的主透過光波波長670nm，平凸柱面鏡采用GCL-11。實驗時，圖像采集卡采用MC-30，計算機采用工業控制計算機ADVANTECH-610。針對典型的V型槽和單側坡工件進行了實驗，圖2為攝像機1和7在同一時刻采集到的V型槽工件的結構光視覺圖像，圖3為攝像機1和7在同一時刻采集到的單側坡工件的結構光視覺圖像。可見，本發明能夠獲得高質量的激光結構光視覺圖像。
權利要求
1.一種激光結構光視覺傳感裝置，包括攝像機，用于圖像采集；激光器，產生激光結構光平面，其特征在于所述的攝像機為兩臺，所述激光器產生的激光結構平面與兩臺攝像機的光軸形成的平面為30°-60°角。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于任意平面于光軸中心線的交點的聯線不平行于該平面與激光面相交形成的直線。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于兩臺攝像機的光軸中心線的夾角可以調整。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述攝像機的光軸中心線與安裝攝像機的支架的底面平行。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述激光器發出的激光與安裝激光器的支架的底面平行。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述激光器采用半導體激光器，濾光透鏡的主透過光波波長為670nm。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述激光器產生的激光結構平面與兩臺攝像機的光軸形成的平面為45°角。
8.按權利要求1所述的裝置，其特征在于所述攝像機鏡頭加裝濾光透鏡。
9.按權利要求1所述的裝置，其特征在于所述激光器還包括平凸柱面鏡。
全文摘要
一種激光結構光視覺傳感裝置，包括攝像機，用于圖像采集；激光器，產生激光結構光平面，所述的攝像機為兩臺，所述激光器產生的激光結構平面與兩臺攝像機的光軸形成的平面為30°－60°角。本發明采用加裝濾光透鏡的兩臺CCD攝像機進行圖像采集，位置和角度的差異可以使得兩臺CCD攝像機不會同時出現鏡面反射，避免了圖像的后續處理失敗問題。本發明在任意時刻提供兩幅同步采集的不同視角下的視覺圖像。利用激光器參數和這兩幅圖像，經過后續處理可以獲得同一個結構光特征點相對于傳感裝置的三組三維坐標信息。
文檔編號G01D5/26GK1511676SQ0215834
公開日2004年7月14日 申請日期2002年12月27日 優先權日2002年12月27日
發明者徐德, 譚民, 梁自澤, 涂志國, 趙曉光, 徐 德 申請人:中國科學院自動化研究所