[发明专利]一种宏微复合视觉监测系统及控制方法

权利要求书

1.一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，包括视觉监测单元和工控机子系统；所述视觉监测单元对感兴趣目标进行图像采集后将图像传递给所述工控机子系统，通过所述工控机子系统进行判断和决策；所述工控机子系统控制视觉监测单元进行宏观与微观相结合进行准确定位及拍摄，所述视觉监测单元包括保护罩、第一安装架、第一安装架旋转装置、定焦成像子系统、变焦成像子系统、变焦成像子系统空间位置调整装置和通信接口；所述第一安装架、所述第一安装架旋转装置、所述定焦成像子系统、所述变焦成像子系统和所述变焦成像子系统空间位置调整装置均置于所述保护罩内；所述第一安装架安装在所述第一安装架旋转装置上，所述第一安装架上还固定安装有所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统空间位置调整装置，所述第一安装架与所述保护罩的底面连接；所述变焦成像子系统空间位置调整装置上安装有所述变焦成像子系统；所述保护罩的底面设置有通信接口，用于通信数据线的出入，所述第一安装架为一个长条板，以所述第一安装架上某点为原点O，平行于所述第一安装架的短边方向为X轴，平行于所述第一安装架的长边方向为Z轴，平行于XZ面的法线方向为Y轴，建立坐标系OXYZ，所述第一安装架旋转装置包括Y向第一旋转装置、Y向第二旋转装置和Y向第三旋转装置，所述第一安装架通过所述Y向第一旋转装置安装在保护罩的底面，所述定焦成像子系统通过Y向第二旋转装置安装在第一安装架上，所述变焦成像子系统空间位置调整装置通过Y向第三旋转装置安装在第一安装架上；所述第一安装架旋转装置可根据所述工控机子系统的控制进行旋转并带动所述第一安装架、所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统空间位置调整装置进行旋转，使所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统进行位置互换；所述Y向第一旋转装置包括第一旋转连接装置、第一步进电机、第一步进电机驱动器和第一编码器；所述Y向第二旋转装置包括第二旋转连接装置、第一支承座和第一带轮，第一支承座内为轴承；Y向第三旋转装置包括第三旋转连接装置、第二支承座和第二带轮，第二支承座内为轴承；所述第一旋转连接装置、所述第一带轮和所述第二带轮通过一皮带连接，所述第一旋转连接装置旋转时带动所述第一带轮和所述第二带轮进行旋转，使得所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统空间位置调整装置始终处于正向状态。

2.如权利要求1所述的一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，所述工控机子系统包括图像处理子系统和运动自适应控制子系统；所述工控机子系统通过连接所述通信接口实现对所述监测系统的检测与控制。

3.如权利要求2所述的一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，所述定焦成像子系统包括定焦相机、广角镜头和辅助光源，所述广角镜头位于所述定焦相机前端，所述辅助光源位于所述定焦相机的后端；所述定焦成像子系统和所述变焦成像子系统位于所述第一安装架的两端，所述定焦成像子系统拍摄大范围视角的图像，所述大范围视角的图像经所述通信接口传送到所述工控机子系统进行方位分析。

4.如权利要求3所述的一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，所述变焦成像子系统空间位置调整装置包含X向旋转装置、Z向旋转装置、第二安装架和第三安装架；所述X向旋转装置的下方设置有所述Z向旋转装置，所述第三安装架安装在所述X向旋转装置和所述Z向旋转装置之间，用于连接所述X向旋转装置与所述Z向旋转装置；在所述X向旋转装置的一侧连接有所述变焦成像子系统；在所述Z向旋转装置和所述Y向第三旋转装置之间安装有所述第二安装架。

5.如权利要求4所述的一种宏微复合视觉监测系统，其特征在于，所述变焦成像子系统包括变焦相机、变焦镜头、大齿轮环、小齿轮、小齿轮支撑座、齿轮步进电机、齿轮编码器、激光器和变焦子系统安装座，所述变焦镜头位于所述变焦相机前端，所述变焦相机固定在所述变焦子系统安装座上，所述大齿轮环件环套在所述变焦镜头上，所述大齿轮环和小齿轮相互啮合，所述步进电机穿过所述小齿轮支撑座并连接在所述小齿轮上，所述小齿轮支撑座固定在所述变焦子系统安装座上并位于所述变焦相机的另一旁，所述齿轮步进电机后端连接所述齿轮编码器，所述激光器固定在所述变焦子系统安装座上，所述激光器发射的激光线与所述变焦镜头的光轴相平行，所述齿轮编码器接收所述工控机子系统的指令来修正所述齿轮步进电机转动，所述齿轮步进电机驱动所述小齿轮转动，所述小齿轮带动所述变焦镜头旋转而进行变焦。