塊的圖像傳輸至計(jì)算機(jī)中，供圖像處理軟件進(jìn)行后續(xù)處理，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3通過滑塊8安裝在導(dǎo)軌4上。本實(shí)施例中，圖像獲取單元共有兩組，其關(guān)于安裝板9的中軸線對(duì)稱安裝，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3為精密旋轉(zhuǎn)單元，能進(jìn)行360°高精度旋轉(zhuǎn)，并具有鎖死功能，能夠帶動(dòng)光學(xué)臂在豎直空間旋轉(zhuǎn)至空間允許范圍內(nèi)的所需角度，控制旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3可調(diào)整雙目顯微立體視覺裝置的兩條光路夾角，使兩個(gè)光學(xué)臂成一定夾角，獲取最佳的測(cè)量角度，提高待測(cè)微小樣塊的尺寸測(cè)量精度，同時(shí)使其對(duì)準(zhǔn)待測(cè)的微小樣塊，以獲取待測(cè)微小樣塊同一區(qū)域的清晰圖像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)待測(cè)微小樣塊的顯微雙目立體視覺測(cè)量，其中兩個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3對(duì)稱放置，對(duì)稱調(diào)節(jié)。
[0027]具體的，由于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3安裝在滑塊8上，滑塊8安裝在導(dǎo)軌4上，導(dǎo)軌4安裝在線性平移臺(tái)5上，且導(dǎo)軌4水平安裝，滑塊8可帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3在導(dǎo)軌4上進(jìn)行較高精度的水平移動(dòng)，線性平移臺(tái)5帶動(dòng)導(dǎo)軌4在豎直方向上進(jìn)行高精度移動(dòng)，通過滑塊8和線性平移臺(tái)5的高精度平移，為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3提供旋轉(zhuǎn)空間，保證了顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置光路夾角的可調(diào)整性和對(duì)稱性，同時(shí)結(jié)合三軸位移臺(tái)7，為遠(yuǎn)心物鏡提供正確的測(cè)量距離，保證了測(cè)量圖像的清晰度。導(dǎo)軌4及兩個(gè)滑塊8、線性平移臺(tái)5、三軸位移臺(tái)7組成精密線性位移單元，為精密旋轉(zhuǎn)單元提供旋轉(zhuǎn)空間，為圖像獲取單元提供正確的測(cè)量距離，獲取清晰的測(cè)量圖像，其中，導(dǎo)軌4及兩個(gè)滑塊8提供水平X方向位移，線性平移臺(tái)5提供豎直z方向位移，三軸位移臺(tái)7提供x-y-z三方向位移。
[0028]進(jìn)一步的，線性平移臺(tái)5通過安裝底板6固定在安裝板9上，安裝板9通過兩個(gè)安裝支架11固定在支撐板10上，保證了前述線性調(diào)節(jié)單元、圖像獲取單元在豎直方向上的安裝和固定，使得顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置能在豎直方向上進(jìn)行操作，方便了待測(cè)微小樣塊的放置和測(cè)量，同時(shí)也為整個(gè)顯微雙目立體視覺裝置位置需要變動(dòng)的情況提供了應(yīng)對(duì)方法，其中兩個(gè)安裝支架11關(guān)于安裝板9的中軸線對(duì)稱設(shè)置。
[0029]下面將具體解釋本發(fā)明的基于遠(yuǎn)心物鏡的顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置的操作過程及其優(yōu)點(diǎn)。
[0030]如圖3所示，本發(fā)明測(cè)量裝置的工作流程如下:
[0031]將待測(cè)微小樣塊放置于三軸位移臺(tái)7上，使用某一所需光源對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行均勻照明，先將安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3上的由遠(yuǎn)心物鏡I和CCD圖像傳感器2組成的光學(xué)臂鏡頭入瞳口豎直朝下放置，鎖死旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3，記下此時(shí)左右兩邊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的角度示數(shù)，分別為0U、Θ R1;松開旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3，將左邊光學(xué)臂向右旋轉(zhuǎn)一定角度，同時(shí)水平移動(dòng)安裝在導(dǎo)軌4上的左邊滑塊，使左邊光學(xué)臂大致對(duì)準(zhǔn)微小待測(cè)樣品，鎖死左邊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，記下此時(shí)左邊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的角度示數(shù)為Θ &則左邊光學(xué)臂與待測(cè)微小樣塊之間的夾角為I;調(diào)節(jié)線性平移臺(tái)5和三軸位移臺(tái)7，其中線性平移臺(tái)5調(diào)節(jié)方向?yàn)樨Q直方向、三軸位移臺(tái)7的調(diào)節(jié)方向?yàn)閤-y-z方向，通過計(jì)算機(jī)中的圖像獲取軟件對(duì)獲取的經(jīng)遠(yuǎn)心物鏡I放大后的微小待測(cè)樣品的圖像進(jìn)行觀察，直到調(diào)節(jié)出最清晰的微小待測(cè)樣品圖像，記下此時(shí)的線性平移臺(tái)5和三軸位移臺(tái)7的位移數(shù)值，分別為h。、(X。，y0, z0)，保持這兩組數(shù)據(jù)不變；然后將右邊光學(xué)臂向左旋轉(zhuǎn)至ΘΚ2角，使得I θ R1-0R2 = I 0U-0J，鎖死右邊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，此時(shí)，只需要水平移動(dòng)安裝在導(dǎo)軌4上的右邊滑塊，使其對(duì)準(zhǔn)微小待測(cè)樣品，便可在計(jì)算機(jī)中的圖像獲取軟件得到清晰的微小待測(cè)樣品圖像；這時(shí)左右兩光學(xué)臂之間的夾角為β =2| ΘΚ1-ΘΚ2=2 0U-0J，即顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置的兩光路夾角為β =2| ΘΚ1-ΘΚ2 =2 0L1-0L2 ;利用計(jì)算機(jī)中的顯微雙目立體視覺軟件對(duì)左右兩光學(xué)臂獲取的二維圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理、標(biāo)定、匹配后，獲得微小待測(cè)樣品的三維尺寸數(shù)據(jù)。
[0032]本實(shí)例中，采用綠色LED光源均勻照明后，2倍遠(yuǎn)心物鏡獲取的圖像分辨率能達(dá)到3.56 μm，景深能達(dá)到2.6mm，最大畸變?yōu)?±0.01%,結(jié)合500萬(wàn)CXD圖像傳感器，視場(chǎng)范圍可達(dá)4.22mmX3.53mm。通過精密旋轉(zhuǎn)單元和精密線性位移單元的調(diào)節(jié)，顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置的光路夾角調(diào)整范圍在36°?80°之間。
[0033]總體而言，本發(fā)明通過采用遠(yuǎn)心物鏡和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，從硬件上優(yōu)化了獲取的待測(cè)微小樣塊二維圖，能夠獲取不同光路夾角下的測(cè)量結(jié)果，得到顯微雙目立體視覺測(cè)量技術(shù)的最佳光路夾角，提高了待測(cè)微小樣塊的三維尺寸測(cè)量精度。
[0034]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于遠(yuǎn)心物鏡的顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置，其特征在于，包括安裝固定單元、線性調(diào)節(jié)單元和圖像獲取單元，其中: 所述安裝固定單元包括水平設(shè)置的支撐板(10)和垂直設(shè)置在該支撐板(10)上的安裝板(9)，所述支撐板(10)上設(shè)置有三軸位移臺(tái)(7)，所述三軸位移臺(tái)(7)上放置有待測(cè)的微小樣塊； 所述線性調(diào)節(jié)單元包括線性平移臺(tái)(5)和水平安裝在該線性平移臺(tái)(5)上的導(dǎo)軌(4)，所述線性平移臺(tái)(5)通過安裝底板(6)安裝在所述安裝板(9)上； 所述圖像獲取單元共有兩組，兩組所述圖像獲取單元關(guān)于所述安裝板(9)的中軸線對(duì)稱安裝，每組所述圖像獲取單元均包括遠(yuǎn)心物鏡(1)、CCD圖像傳感器(2)、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(3)和滑塊(8)，所述遠(yuǎn)心物鏡(I)通過C接口與所述CCD圖像傳感器(2)相連以組成光學(xué)臂，所述CCD圖像傳感器(2)通過螺紋轉(zhuǎn)接件安裝在所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(3)上，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(3)通過所述滑塊(8)安裝在所述導(dǎo)軌(4)上；通過調(diào)節(jié)所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(3)和滑塊(8)，以使兩個(gè)所述光學(xué)臂成一定夾角對(duì)稱放置，同時(shí)使其對(duì)準(zhǔn)待測(cè)的微小樣塊，以獲取待測(cè)微小樣塊同一區(qū)域的清晰圖像，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)待測(cè)微小樣塊的顯微雙目立體視覺測(cè)量。2.如權(quán)利要求1所述的基于遠(yuǎn)心物鏡的顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置，其特征在于，所述支撐板(10)和安裝板(9)均為面包板。3.如權(quán)利要求1或2所述的基于遠(yuǎn)心物鏡的顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置，其特征在于，所述安裝板(9)通過安裝支架(11)固定在所述支撐板(10)上。4.如權(quán)利要求3所述的基于遠(yuǎn)心物鏡的顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置，其特征在于，所述安裝支架(11)共有兩個(gè)，其關(guān)于所述安裝板(9)的中軸線對(duì)稱設(shè)置。5.如權(quán)利要求4所述的基于遠(yuǎn)心物鏡的顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置，其特征在于，所述CCD圖像傳感器(2)通過USB 3.0接口與計(jì)算機(jī)連接，以快速的將所述光學(xué)臂獲取的待測(cè)微小樣塊的圖像傳輸至所述計(jì)算機(jī)中，便于后續(xù)處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于遠(yuǎn)心物鏡的顯微雙目立體視覺測(cè)量裝置，其包括安裝固定單元、線性調(diào)節(jié)單元和圖像獲取單元，安裝固定單元包括水平設(shè)置的支撐板和垂直設(shè)置在支撐板上的安裝板，支撐板上設(shè)置有三軸位移臺(tái)，三軸位移臺(tái)上放置有待測(cè)的微小樣塊；線性調(diào)節(jié)單元包括線性平移臺(tái)和安裝在其上的導(dǎo)軌，線性平移臺(tái)通過安裝底板安裝在安裝板上；圖像獲取單元共有兩組，其關(guān)于安裝板中軸線對(duì)稱安裝，其包括遠(yuǎn)心物鏡、CCD圖像傳感器、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)和滑塊，遠(yuǎn)心物鏡通過C接口與CCD圖像傳感器相連，CCD圖像傳感器安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)通過滑塊安裝在導(dǎo)軌上。本發(fā)明使得測(cè)量裝置的光路夾角可調(diào)，具有測(cè)量精度高、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01B11/24
【公開號(hào)】CN105136063
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510532754
【發(fā)明人】史鐵林, 陳科鵬, 廖廣蘭, 洪源, 張貽春, 王肖
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日