机器视觉装置及其嵌入式系统和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机器视觉装置及其嵌入式系统和测量方法，其中所述机器视觉装置包括一VCSEL激光器、一摄像装置以及一嵌入式系统，所述VCSEL激光器和所述摄像装置被连接于所述嵌入式系统，其中所述嵌入式系统采用脉冲间隙对被连接于所述VCSEL激光器的大容量电容进行快速充电和在脉宽时间内对所述电容进行快速放电的方式驱动所述VCSEL激光器产生和投射一编码结构光至一被测量物体，被所述被测试物体反射的至少一部分所述编码结构光被所述摄像装置接收并传送至所述嵌入式系统，以获得所述被测量物体的调整，从而完成对所述被测量物体的测量。

Machine vision device and embedded system and measuring method thereof

The invention discloses a machine vision device and embedded system and measurement method, wherein the machine vision device comprises a laser, a VCSEL camera and an embedded system, the VCSEL laser and the imaging device is connected to the embedded system, the embedded system with the pulse interval of large capacity the capacitor is connected to the VCSEL laser for fast charging and pulse width in time of the capacitor to drive the rapid discharge of VCSEL laser and a projection light to an encoding structure is measured by the test object, at least a portion of the encoding structure of objects reflected light by the camera device for receiving and transmitting to the embedded system, in order to obtain the measured object adjustment, so as to complete the measurement of the measured object.

【技术实现步骤摘要】
机器视觉装置及其嵌入式系统和测量方法
本专利技术涉及机器视觉领域，特别涉及一机器视觉装置及其嵌入式系统和测量方法，其中所述嵌入式系统包括一处理器，所述处理器与所述机器视觉装置的VCSEL激光器之间通过一双脉冲恒流大电流可编程的激光驱动电路连接，以保证所述VCSEL激光器发射的编码结构光的脉冲效率和发光时间。
技术介绍
近年来，计算机及其相关技术取得了突飞猛进式的发展，尤其是用于替代人工在不适合于人工作业或者危险的作业环境中进行测量的机器视觉技术，在工业生产和日常生活等各个领域中的应用越来越广泛。随着对测量技术的速度和精度的要求不断的提高，目前基于结构光法的物体表面三维测量和重构方法是机器视觉中应用最为广泛的方法之一。用于测量的机器视觉系统通常提供相互连接的一光投射部、一图像摄取部以及一图像处理部。在对被测量物体执行测量的过程中，藉由该光投射部主动地产生和投射经由编码后形成的编码结构光，编码结构光在被投射到被测量物体的表面后被其表面反射，该图像摄取部在接收被反射的编码结构光后将其转化为图像信号并传送至该图像处理部，该图像处理部根据该图像信号的像素分布和亮度以及色彩等信息，将该图像信号转化为相应的数字化信息，并且该图像处理部对该数字化图像进行运算和抽取目标的特征，从而完成对被测量物体的测量。可以理解的是，用于测量的该机器视觉系统在对被测量物体进行测量的过程中采用实时地采集监控、分析和反馈的方式进行，并且该图像处理部针对大量且连续的图像数据流进行实时处理以获取相应的信息，因此在该机器视觉系统的实际应用过程中，如何提供该图像处理部的图像处理能力和数据分析能力以及数据传输能力是提高其测量效率和精度的关键。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一机器视觉装置及其嵌入式系统和测量方法，其中所述嵌入式系统能够大幅度地提高所述机器视觉装置的图像处理能力和数据分析能力，并且所述嵌入式系统还提供了高效的内存带宽管理方式，通过这样的方式，所述机器视觉装置被应用于测量时的测量效率和测量精度能够得到保证。本专利技术的一个目的在于提供一机器视觉装置及其嵌入式系统和测量方法，其中所述嵌入式系统包括一处理器，所述处理器与所述机器视觉装置的VCSEL激光器之间通过双脉冲恒流大电流可编程的激光驱动电路进行连接，通过这样的方式，能够保证在所述机器视觉装置在用于测量过程时所述VCSEL激光器发射的编码结构光的脉冲频率和发光时间。本专利技术的一个目的在于提供一机器视觉装置及其嵌入式系统和测量方法，其中用于连接所述VCSEL激光器和所述处理器的所述激光驱动电路采用脉冲间隙对大容量电容的快速充电和在脉宽时间内利用电容快速放电与高能量密度的特性，能够有效地解决毫秒级脉冲期间恒流大电流以及精密微调的问题，以保证所述VCSEL激光器和所述处理器之间连接的可靠性。本专利技术的一个目的在于提供一机器视觉装置及其嵌入式系统和测量方法，其中所述嵌入式系统包括一电源管理器，所述电源管理器被连接于所述处理器以管理所述嵌入式系统的各个部件的能耗，从而所述电源管理器能够有效地降低所述嵌入式系统对于电能的耗损，以使得所述机器视觉装置更节能，这对于便携式的所述机器视觉装置的续航能力的提升更有效。本专利技术的一个目的在于提供一机器视觉装置及其嵌入式系统和测量方法，其中所述嵌入式系统还包括多个被连接于所述处理器的接口，并且每个所述接口与所述处理器之间的电路被进一步优化，依此提高所述嵌入式系统的数据传输能力。为了达到上述目的，本专利技术提供一机器视觉装置的嵌入式系统，其中所述机器视觉装置包括一VCSEL激光器，其中所述嵌入式系统包括一处理器和具有一双脉冲恒流大电流可编程的激光驱动电路，所述VCSEL激光器被所述激光驱动电路连接于所述处理器，其中所述激光驱动电路采用脉冲间隙对被设于所述激光驱动电路的电容快速充电和在脉宽时间内对所述电容进行快速放电的方式驱动所述VCSEL激光器。根据本专利技术的一个优选的实施例，所述嵌入式系统还包括一电源管理器和具有一电源管理线路，所述电源管理器被所述电源管理线路连接于所述处理器，并且所述电源管理线路与所述激光驱动电路相互独立。根据本专利技术的一个优选的实施例，所述处理器是一Myriad2处理器。根据本专利技术的一个优选的实施例，所述嵌入式系统还包括多个接口，其中每个所述接口分别被连接于所述处理器。根据本专利技术的一个优选的实施例，所述接口选自MIPITXconnector接口、MIPI接口、HDMI接口、USB接口组成的类型组。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一机器视觉装置，其包括：一个所述嵌入式系统；一VCSEL激光器；以及一摄像装置，其中所述VCSEL激光器和所述摄像装置分别被连接于所述嵌入式系统的所述处理器，其中所述VCSEL激光器产生的一编码结构光在被投射到一被测量物体后被反射，所述摄像装置接收被反射的至少一部分所述编码结构光以进行光电转化从而获得与所述被测量物体相关的图像，所述图像被传送所述处理器。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一测量方法，其中所述测量方法包括如下步骤：(a)将一VCSEL激光器产生的经由对光进行编码形成的一编码结构光投射到一被测量物体；(b)由一摄像装置接收被所述被测量物体反射的至少一部分所述编码结构光；以及(c)通过一处理器基于所述摄像装置反馈的内容获得所述被测量物体的特征；其中在所述步骤(a)中，所述VCSEL激光器被采用脉冲间隙对被连接于所述VCSEL激光器的电容进行快速充电和在脉宽时间内对所述电容进行快速放电的方式操作，以产生和投射所述编码结构光。根据本专利技术的一个优选的实施例，在上述方法中，通过一双脉冲恒流大电流可编程的激光驱动电路连接所述VCSEL激光器和所述处理器。根据本专利技术的一个优选的实施例，在所述步骤(b)中，所述摄像装置30将被接收的所述编码结构光进行光电转化，以获得与所述被测量物体相关的图像，并且所述摄像装置将所述图像传送的所述处理器。根据本专利技术的一个优选的实施例，将所述VCSEL激光器和所述摄像装置邻近地设置，并且所述VCSEL激光器、所述摄像装置与所述被测量物体之间形成三角形结构。根据本专利技术的一个优选的实施例，所述处理器是一Myriad2处理器。附图说明图1是根据专利技术的一优选实施例的机器视觉装置的框图示意图。图2是根据本专利技术的上述优选实施例的机器视觉装置的嵌入式系统的一个原理示意图。图3是根据本专利技术的上述优选实施例的机器视觉装置的嵌入式系统的另一个原理示意图。图4是根据本专利技术的上述优选实施例的利用机器视觉装置的测量方法的流程示意图。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。参考附图之图1，依据本专利技术的一优选实施例的机器视觉装置将被阐明。所述机器视觉装置包括一嵌入式系统10、一VCSEL激光器20以及一摄像装置30，所述VCSEL激光器20和所述摄像装置30分别被设置连接于所述嵌入式系统10。在所述机器视觉装置被用于测量一被测量物体100的过程中，所述嵌入式系统10操作所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一机器视觉装置的嵌入式系统，其中所述机器视觉装置包括一VCSEL激光器，其特征在于，所述嵌入式系统包括一处理器和具有一双脉冲恒流大电流可编程的激光驱动电路，所述VCSEL激光器被所述激光驱动电路连接于所述处理器，其中所述激光驱动电路采用脉冲间隙对被设于所述激光驱动电路的电容快速充电和在脉宽时间内对所述电容进行快速放电的方式驱动所述VCSEL激光器。

【技术特征摘要】
1.一机器视觉装置的嵌入式系统，其中所述机器视觉装置包括一VCSEL激光器，其特征在于，所述嵌入式系统包括一处理器和具有一双脉冲恒流大电流可编程的激光驱动电路，所述VCSEL激光器被所述激光驱动电路连接于所述处理器，其中所述激光驱动电路采用脉冲间隙对被设于所述激光驱动电路的电容快速充电和在脉宽时间内对所述电容进行快速放电的方式驱动所述VCSEL激光器。2.根据权利要求1所述的嵌入式系统，还包括一电源管理器和具有一电源管理线路，所述电源管理器被所述电源管理线路连接于所述处理器，并且所述电源管理线路与所述激光驱动电路相互独立。3.根据权利1或2所述的嵌入式系统，其中所述处理器是一Myriad2处理器。4.根据权利要求1或2所述的嵌入式系统，还包括多个接口，其中每个所述接口分别被连接于所述处理器。5.根据权利要求3所述的嵌入式系统，还包括多个接口，其中每个所述接口分别被连接于所述处理器。6.根据权利要求5所述的嵌入式系统，其中所述接口选自MIPITXconnector接口、MIPI接口、HDMI接口、USB接口组成的类型组。7.一机器视觉装置，其特征在于，包括：一根据权利要求1至6中任一个所述嵌入式系统；一VCSEL激光器；以及一摄像装置，其中所述VCSEL激光器和所述摄像装置分别被连接于所述嵌入式系统的所述处理器，其中所述VCSEL激光器产生的一编码结构光在被投射到一被测量物...

【专利技术属性】
技术研发人员：周炳，赵俊能，杜亚凤，
申请(专利权)人：宁波舜宇光电信息有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33