[实用新型]一种基于机器视觉的激光光斑定位仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器视觉高精度定位检测领域，具体涉及一种基于机器视觉的激光光斑定位仪。

背景技术

激光由于具有方向性、单色性、相干性好以及亮度高等特点而广泛应用于位置跟踪系统的设计，特别是随着嵌入式技术的广泛应用及发展，利用嵌入式技术实现激光定位。目前，激光定位是通过测距来定位，就是激光发生器发射一个激光信号，然后根据接收到从物体反射回来的信号的时间差来计算纵向距离，然后根据发射激光的角度来确定物体和发射器的角度，从而得出物体与发射器的相对位置。但是，这种激光定位不能测出目标同一平面上偏离中心点的横向距离，即在X-Y面上离坐标原点的距离，这种横向距离在很多应用场景中都具有很高的实用价值。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种基于机器视觉的激光光斑定位仪。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于机器视觉的激光光斑定位仪，包括激光发生器、暗箱、工业相机、图像处理器及上位机，所述工业相机与图像处理器连接，图像处理器与上位机连接，所述工业相机及图像处理器设置在暗箱内，所述暗箱的一面为靶面，所述靶面在工业相机的视野范围内，所述激光发生器发射激光在靶面上，形成光斑，工业相机获取光斑图像，输入图像处理器得到光斑坐标，然后输入到上位机中。

所述靶面为烤漆玻璃，暗箱其它面避光。

所述工业相机的镜头为无畸变工业镜头。

所述靶面的长宽尺寸为20cm*20cm。

本实用新型的有益效果：

(1)将目标的位置信号转换成光斑在系统定位器件上的位置，通过对光斑信号的处理计算出光斑的位置，进而达到对目标位置信息的确定。

(2)本实用新型实现的定位精度高达0.1mm，光斑有效识别速率100Hz，功耗小，实用性好，安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的信号传输图；

图3是图1中靶面的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2及图3所示，一种基于机器视觉的激光光斑定位仪，包括激光发生器1、暗箱7、工业相机4、图像处理器及上位机，所述工业相机与图像处理器连接，图像处理器通过RS232通信8与上位机9连接，所述工业相机及图像处理器设置在暗箱内。

所述暗箱的一面是靶面，本实施例中靶面为烤漆玻璃，其它面为避光，靶面特殊的透光性能，减少外界其他光源进入暗箱，且靶面光滑平整，形成的光斑形状更易于辨识，靶面和暗箱形成一个光学系统。

工业相机位于暗箱内，可以减少其他光源的影响，相机分辨率选择512*384，此时可以达到最大帧率114fps，曝光时间选择是3ms，曝光时间短，进入相机的光大量减少，可以减少外界其他光线的干扰。

镜头选择是无畸变工业镜头，手动调焦，手动光圈。

所述激光发生器发射激光2打在靶面上，在靶面3上形成一个光斑10，靶面图像投影到工业相机，通过USB串口5传送到图像处理器6进行图像处理，图像处理器为高速图像处理器，具有体积小和重量轻的优点，本实施例中激光发生器距离靶面约5米左右。

图像处理器接收图像后，对图像进行预处理，然后进行阈值分割，光斑识别，采用最小二乘法得到光斑的中心点坐标，最后通过串口通信发送给上位机。

本实施例中上位机为计算机，或者开发板或者其他支持RS232的设备。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。