[发明专利]成像系统物距自动调整的方法和装置

权利要求书

1.一种成像系统物距自动调整的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在成像系统物距的调整范围内设置物距和正方形可视区域一 一对应的二维数据表；

步骤2：选择一个已知远场区域和其对应的已知物距的特定位置；

步骤3：在该特定位置对被测物体托盘和被测物体的外形进行成像；

步骤4：利用该幅物体外形图像进行分割，得到被测物体所占区域正 方形边长的像素数，参照已知的CCD相机像元边长计算出图像上被测物 体所占区域的正方形边长大小；

步骤5：根据已知的物距、CCD相机镜头的焦距以及光学成像理论 得到像距和图像的缩小倍数，利用图像上被测物体所占区域的正方形边 长大小以及图像的缩小倍数计算出实际被测物体在被测物体托盘上所占 的正方形区域边长尺寸；

步骤6：在二维数据表中查得计算得到的实际被测物体可视区域对应 的物距距离，将被测物体托盘移动到该物距的位置上，为保证被测物体 完全在可视区域内部，设置物距为计算物距再加上该计算物距的1％至5％ 的裕量。

2.根据权利要求1所述的成像系统物距自动调整的方法，其特征在 于，所述二维数据表的生成是将不同的物距对应唯一的、不同的可视区 域，且物距的分度根据不同被测物体尺寸的差异来确定；选择被测物体 最小边长变化的10％至20％作为物距的最小分度。

3.根据权利要求1所述的成像系统物距自动调整的方法，其特征在 于，所述已知远场区域的成像选择恰好看到整个被测物体托盘的物距位 置，这个物距作为已知量并将被测物体托盘首先移动到这个位置上；在 这个位置上捕获一张被测物体托盘和被测物体的图像。

4.根据权利要求1所述的成像系统物距自动调整的方法，其特征在 于，图像分割时利用漆有黑色无光漆的被测物体托盘再由CCD相机参数 和拍摄环境光线决定的曝光时间内捕获图像的像素灰度的先验知识来选 取分割的阈值；对被测物体区域外的噪声点的剔除采用像元8个相邻位 置像素灰度的差异进行统计分析。

5.根据权利要求1所述的成像系统物距自动调整的方法，其特征在 于，所述实际被测物体所占区域尺寸的计算，是利用光学成像公式和已 知的物距和焦距来得到像距和缩小倍数，再根据CCD相机的像元边长计 算出图像上被测物体所占区域的边长，最后根据缩小倍数来计算出实际 被测物体在被测物体托盘上所占区域的尺寸。

6.一种成像系统物距自动调整的装置，其特征在于，包括：

计算机分别与控制单元和CCD相机连接；

控制单元与驱动机构连接，控制单元用于接收计算机发来的控制指 令，按照指令对驱动机构执行指令，完成指令后报告计算机物距调整完 成；

在被测物体托盘上放置被测物体；

被测物体托盘和被测物体位于CCD相机的摄像区域内；

驱动机构与被测物体托盘连接，用于完成驱动机构的电机到被测物 体托盘的传动功能。

7.根据权利要求6所述的成像系统物距自动调整的装置，其特征在 于，所述计算机包括：

图像分割处理器，用于对被测物体在托盘上所占区域的分割；

计算处理器，完成对可视区域和物距的计算；

数据存储器，用于存储二维数据表和先验知识阈值，并对二维数据 表和先验知识阈值进行更新。

8.根据权利要求6所述的成像系统物距自动调整的装置，其特征在 于，所述控制单元：

具有一个核心控制器；

具有一个USB通讯接口与核心控制器相连接，用来实现与计算机的 通讯；

具有一个电机驱动电路与核心控制器连接，用于核心控制器通过电 机驱动电路对电机发出控制指令；电机驱动电路是基于脉宽调制的电机 控制电路；

具有电源模块与USB通讯接口、核心控制器和电机驱动电路相连接。

9.根据权利要求6所述的成像系统物距自动调整的装置，其特征在 于，所述驱动机构是以步进电机为动力的驱动机构和电机驱动丝杠，用 于推动被测物体托盘向上移动或推动被测物体托盘向下移动。