[实用新型]基于多传感器集成的工业照相机自动快速对焦装置

说明书

技术领域

本实用新型属于二维投影测量领域，涉及工业照相机的自动化对焦，尤其涉及一种基于多传感器集成的工业照相机自动快速对焦装置。

背景技术

工业照相机实现对焦是投影测量的前提。目前照相机自动对焦主要有三种方法：

（1）测距法：利用某种手段测出待拍摄物体与镜头之间的距离，从而进行调焦使物体成像清晰。主要分为红外线测距法和超声波测距法。

（2）聚焦检测法：运用现代光学探测器来代替人眼的功能，判断图像的清晰度程度，然后通过探测器的输出信号及控制机构自动调整镜头的移动量，以达到自动对焦的目的，主要分为对比度法和相位法。

（3）基于图像处理的自动对焦方法：将对焦过程中图像的某些特征作为依据，判断出图像最清晰时候镜头与被拍摄物体的距离，使电机驱动镜头移动到这个正确位置。

以上所述三种自动对焦方法各有其局限性。对于方法（1），比如红外测距和超声测距的对焦方法，当被测目标对红外光或超声波有较强的吸收作用时，将使测距系统失灵或对焦不准确；对于方法（2），受光照调剂的制约，当光线暗弱或被摄体与背景明暗差别很小时，调焦就会有困难，甚至失去作用；对于方法（3），由于图像处理占用大量的计算机资源，这种对焦方法对计算机硬件提出了较高的要求。

在二维投影测量领域，一般选用二维投影测量仪作为主要工具，综合利用上述三种方法进行对焦。但局限性在于：手动对焦的二维投影测量仪价格不低，具有自动对焦功能的二维投影测量仪价格更加昂贵。

随着物联网技术的快读发展，RFID技术在各行各业开始得到广泛应用；RFID技术可靠性高，且操作简单，无须人工进行干预，在工业自动化领域的应用将会越来越广泛。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供基于多传感器集成的工业照相机自动快速对焦装置，利用三坐标测量机精确的空间定位能力实现高精度的对焦，RFID技术实现对焦的快速自动化，操作简单、便捷。

本实用新型包括CCD照相机、基板、底板、固定杆、点激光发射器、RFID标签和读写器；所述的底板固定在三坐标测量机Z轴的测头座上；所述的CCD照相机固定在基板上；所述固定杆一端端部的椭圆柱形底座嵌入基板上的椭圆柱凹槽内，且椭圆柱形底座的中心通过螺钉固定在基板上；固定杆的另一端圆柱面上开有圆柱形通孔；圆柱形通孔的轴线平行于固定杆的端面，且与三坐标测量机Z轴的夹角为5～10°；圆柱形通孔的底部倾向CCD照相机侧面；所述的点激光发射器固定在固定杆的圆柱形通孔中；所述的RFID标签贴在CCD照相机的镜头上。基板上的两个八分之一凸球定位块分别嵌入底板上对应的一个八分之一凹球定位槽内，基板上的四分之一凸球定位块嵌入底板上的四分之一凹球定位槽内；内嵌在基板端面上的四块圆柱形铁块分别与内嵌在底板端面上对应的一块圆柱形磁铁相吸附。

所述的读写器连接有天线。

所述的八分之一凸球定位块与八分之一凹球定位槽的形状匹配，四分之一凸球定位块与四分之一凹球定位槽的形状匹配。

所述基板、底板和固定杆的材质均为铝合金。

本实用新型具有的有益效果是：

（1）利用三坐标测量机精确的空间定位能力实现高精度的对焦。

（2）利用RFID技术实现对焦的快速自动化，操作简单、便捷。

（3）对焦装置结构简单，易于实现。

附图说明

图1是本实用新型的工作原理图；

图2是本实用新型的各个零件立体图；

图3-1是本实用新型中固定杆的立体图；

图3-2是本实用新型中固定杆的二维结构示意图；

图3-3是本实用新型中固定杆的圆柱形通孔轴线与三坐标测量机Z轴的夹角关系示意图；

图4是本实用新型中基板的立体图；

图5是本实用新型中底板的立体图；

图6是工作基台的立体图；

图7是CCD像平面成像随三坐标测量机Z轴竖直方向上下移动的示意图。

图中：1、镜头，2、CCD照相机，3、基板，4、底板，5、三坐标测量机Z轴，6、测头座，7、固定杆，8、点激光发射器，9、RFID标签，10、天线，11、读写器，12、计算机，13、圆柱形铁块，14、圆柱形磁铁。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。