[发明专利]线阵扫描系统焦点的获取方法、装置和线阵扫描系统

说明书

技术领域

本发明涉及扫描成像技术领域，特别涉及一种线阵扫描系统焦点的获取方法、装置和线阵扫描系统。

背景技术

随着机器视觉的大规模普及与工业流水线速度、精度的提高，线阵扫描系统越来越被视觉工程师和最终用户所认可。由于线阵扫描系统中的线阵CCD(Charge Coupled Device)扫描器件具有空间分辨率高的特点，可以实现高精度测量，所以利用线阵扫描系统进行无接触一维测量已经得到广泛应用。随着扫描成像成本控制的需要、复杂目标表面清晰成像的要求及精细移动平台移动定位精度的提高，线阵扫描相机被大量用于对指定的目标表面进行扫描拍摄。

线阵扫描系统用于被测物体和相机之间有相对运动的场合，通过线阵扫描相机高速采集，每次采集完一条线后正好运动到下一个单位长度，继续下一条线的采集，这样一段时间下来就拼成了一张二维的图片，也就类似于面阵相机采集到的图片，不同之处是高度可以无限长。接下来通过软件把这幅“无限长”的图片截成一定高度的图片，进行实时处理或放入缓存稍后进行处理。

线阵扫描系统除了机械结构之外,其主要组成部分还包括机器视觉和运动控制。视觉部分，包括:线阵扫描相机，镜头，光源，图像采集卡和视觉软件；运动控制部分，包括:马达，马达驱动器，运动控制卡或可编程逻辑控制器（PLC,Programmable Logic Controller）。由于线阵扫描信息量大，所以还需要一台高性能的工控机，配置大容量的内存和硬盘。

在现有的以线阵扫描相机为主体的扫描系统中，由于扫描对象表面的凹凸不平,故需要对扫描区域进行对焦，而现有的对焦方法均很费时间,不适合线阵扫描相机高速拍摄的要求。

下面结合图1对现有的线阵扫描系统对焦方法进行简单介绍。现有的线阵相机扫描系统对焦方法采用的是面对焦法，即在对焦过程中用的是面阵相机来对焦，对焦结束后在用线阵相机对目标物体进行线阵扫描拍摄。具体面对焦的过程是：移动面阵相机物镜到一个固定位置并停止移动，对目标物体面扫描形成第一对焦面11，存储第一对焦面11的图像信息；再移动面阵相机镜头到另一个固定位置并停止移动，再次对目标物体面扫描形成第二对焦面12，存储第二对焦面12的图像信息；重复上述两个步骤多次，对比获得的图像信息，计算出最清晰的图像，查出最清晰图像对应对焦面的位置即对焦点。现有的线阵相机扫描系统对焦方法在对目标物体扫描过程中，要先用面阵相机对目标物体进行面对焦，找到焦点之后再对目标物体进行线阵扫描。这种对焦方法不仅浪费时间，不适应线阵扫描相机高速拍摄的要求；而且还需要另外提供一个面扫描相机来对焦，成本较高。

其他有关面对焦的方法还可以参考申请号为200810306476.2的中国发明专利申请，其公开了一种采用多重表面对焦对待测物体表面进行对焦的方法。

发明内容

本发明技术方案要解决是现有技术线阵扫描系统对焦过程时间长，对焦过程中需要先用面阵相机对目标物体进行面对焦的不足。

为解决上述问题，本发明技术方案提供了一种线阵扫描系统焦点的获取方法，包括：

将成像部件以预定速度从第一位置匀速移动到第二位置，所述成像部件包括物镜和线阵扫描相机，所述第一位置和第二位置分别对应物镜的对焦上限位置和对焦下限位置；

在移动过程中所述线阵扫描相机以预定频率拍摄目标表面，以获得多条扫描线；

根据所述对焦上限/下限位置、预定频率、预定速度和扫描线的清晰度确定线阵扫描系统焦点的位置。

为解决上述问题，本发明技术方案提供了一种线阵扫描系统焦点的获取装置，包括：

移动控制单元，用于控制所述成像部件以预定速度从第一位置匀速移动到第二位置，所述成像部件包括物镜和线阵扫描相机，所述第一位置和第二位置分别对应物镜的对焦上限位置和对焦下限位置；

扫描控制单元，用于控制所述线阵扫描相机在移动过程中以预定频率拍摄目标表面，以获得多条扫描线；

焦点确定单元，用于根据所述对焦上限/下限位置、预定频率、预定速度和扫描线的清晰度确定线阵扫描系统焦点的位置。

为解决上述问题，本发明技术方案提供了一种线阵扫描系统，包括成像部件和所述的线阵扫描系统焦点的获取装置。

与现有技术面对焦方法相比，本发明技术方案缩短了对焦所需的时间、不需要加入另外一个面扫描相机来对目标物体进行对焦过程中的面扫描。

附图说明

图1为现有的技术中线阵扫描系统焦点的获取方法的示意图；