一种基于视觉测量动态物体三维坐标的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于视觉测量动态物体三维坐标的装置，属于基于摄像头测量物体三维坐标的装置方向，水平摄像头电路及垂直摄像头电路分别拍摄物体主视图及俯视图，测量两组坐标并将两组坐标信号输出至稳压模块电路调节电压输出信号至系统控制电路，系统控制电路对测量得到的两组坐标进行处理，取重复测量的x值，并综合y,z值获得物体三维坐标，输出信号至显示屏电路，显示屏电路显示物体三维坐标值。本发明专利技术采用摄像头测量物体两组平面坐标并将两组坐标输入至系统控制电路进行处理，从而获得物体三维坐标，并可对物体移动时的数据实时更新，本发明专利技术结合了传统测量方法及摄像头的拍摄跟随性能，降低了测量成本，提高了测量效率，简化了工作流程。

A Device for Measuring Three-Dimensional Coordinates of Dynamic Objects Based on Vision

The invention discloses a device for measuring three-dimensional coordinates of dynamic objects based on vision, which belongs to the device direction of measuring three-dimensional coordinates of objects based on camera. The horizontal camera circuit and the vertical camera circuit take the main view and the top view of objects respectively, measure two sets of coordinates and output two sets of coordinate signals to the regulator module circuit to adjust the voltage output signal to the system control circuit. The control circuit processes the coordinates of the two groups, takes the x value of repeated measurement, and synthesizes the Y and Z values to obtain the three-dimensional coordinates of the object. The output signal is sent to the display circuit, and the display circuit displays the three-dimensional coordinates of the object. The invention uses a camera to measure two sets of plane coordinates of an object and input two sets of coordinates into the system control circuit for processing, thereby obtaining three-dimensional coordinates of the object and updating the data when the object moves in real time. The invention combines the traditional measurement method and the photographic follow performance of the camera, reduces the measurement cost, improves the measurement efficiency and simplifies the work flow.

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉测量动态物体三维坐标的装置
本专利技术属于基于摄像头测量物体三维坐标的装置方向，特别涉及一种基于视觉测量动态物体三维坐标的装置。
技术介绍
当前随着3D打印，机器人等行业的快速发展，在相关技术运用过程中往往需获得物体三维坐标，目前已有技术测量物体三维坐标大多采用激光、红外等方式，这些测量方式的缺点在于测量仪器较大，成本昂贵，不易操作。部分采用相机进行物体三维坐标测量的方法需在目标位置确定标靶，无法对移动物体进行实时三维坐标测量。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提出一种基于视觉测量动态物体三维坐标的装置，本专利技术采用摄像头测量物体两组平面坐标并将两组坐标输入至系统控制电路进行处理，从而获得物体三维坐标，并可对物体移动时的数据实时更新，将数据经过稳压模块电路输出至系统控制电路，对数据处理后输出被测物体三维坐标，从而实现对物体三维坐标的测量。该专利技术结合了传统测量方法及摄像头的拍摄跟随性能，降低了测量成本，提高了测量效率，简化了工作流程。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于视觉测量动态物体三维坐标的装置，包括水平摄像头电路、垂直摄像头电路、稳压模块电路、系统控制电路和显示屏电路，水平摄像头电路及垂直摄像头电路分别拍摄待测物体主视图及俯视图，测量两组坐标并将两组坐标信号输出至稳压模块电路调节电压，稳压模块电路输出信号至系统控制电路，系统控制电路对测量得到的两组坐标进行处理，取重复测量的x值，并综合y,z值获得物体三维坐标，输出信号至显示屏电路，显示屏电路显示物体三维坐标值。上述装置中，所述水平摄像头电路拍摄被测物体的主视图，垂直摄像头电路拍摄物体的俯视图，将获取到的图像硬件二值化后输出0和1的黑白图像，并将数据输出至系统控制电路进行处理。所述系统控制电路中：将测量得到的两组坐标值进行处理，所得数据为待测物体的整幅图像在三维坐标系中的四条边的边缘值，先计算被测物体在各平面中的平面坐标值，然后综合平面坐标值计算出对应三维坐标系下被测物体的三维坐标。所述稳压模块电路采用LM2596稳压模块，将输入6-12v的电压转换成3.3v输出至系统控制电路。上述装置中，所述系统控制电路模块采用MK60DN512ZVLQ10单片机，对稳压模块电路输入信号进行处理，将两组坐标中重复测量的x坐标提取一个并综合y,z值组成物体三维坐标输出信号至显示屏电路。所述显示屏电路模块采用0.96寸oled显示屏，采用SSD1306驱动，将系统控制电路的输入信号显示至显示屏上。本专利技术有益效果是:(1)本专利技术包括水平摄像头电路、垂直摄像头电路、稳压模块电路、系统控制电路和显示屏电路。水平摄像头电路拍摄物体主视图，测量物体平面坐标(x,z)，垂直摄像头电路拍摄物体俯视图，测量物体平面坐标(x,y)，水平摄像头电路，垂直摄像头电路分别将信号输出至稳压模块电路调节电压输出信号至系统控制电路，系统控制电路对测量两组坐标进行处理，将两组坐标中重复测量坐标值进行提出，并综合剩余三个坐标值获得物体三维坐标输出信号至显示屏电路，显示屏电路显示测量物体三维坐标值。(2)系统装置简单，价格便宜，易于操作且稳定性好。附图说明下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：图1是本专利技术的具体实施方式的基于视觉测量动态物体三维坐标的装置的连接框图。图2是本专利技术的具体实施方式的被测物体的拍摄示意图。图3是本专利技术的具体实施方式的水平摄像头电路及垂直摄像头电路放置方式示意图。图中：10为水平摄像头电路；20为垂直摄像头电路；30为稳压模块电路，40为系统控制电路；50为显示屏电路。具体实施方式下面通过对实施例的描述，本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图1所示，一种基于视觉测量动态物体三维坐标的装置，包括水平摄像头电路10、垂直摄像头电路20、稳压模块电路30、系统控制电路40和显示屏电路50，系统坐标原点为三维坐标系下的坐标原点。由该三维坐标系x轴及z轴可构成α平面，由该三维坐标系x轴及y轴可构成β平面。水平摄像头电路10拍摄物体主视图，即在平面α内测量物体平面坐标(x,z)，垂直摄像头电路20拍摄物体俯视图，即在平面β内物体平面坐标(x,y)，将两组坐标信号输出至稳压模块电路30，稳压模块电路30调节电压输出信号至系统控制电路40，系统控制电路40对测量得到的两组坐标进行处理，取重复测量的x值，并综合y,z值获得物体三维坐标，输出信号至显示屏电路50，显示屏电路50显示物体三维坐标值。具体内容为：水平摄像头电路拍摄被测物体的主视图，垂直摄像头电路拍摄物体的俯视图，将获取到的图像硬件二值化后输出0和1的黑白图像，并将数据输出至系统控制电路40进行处理。系统控制电路40中：主视图所得α平面坐标系及俯视图所得β平面坐标系原点均与三维坐标系下原点位置一致，此时经硬件二值化后得到数据为被测物体在α平面上左侧边缘值a、右侧边缘值b，上端边缘值c及下端边缘值d，由此可得被测物体在平面α上坐标为该坐标即对应三维坐标系下被测物体的x及z坐标；因平面α,β以三维坐标系中x轴共线，同理可得在β平面上左侧边缘值a、右侧边缘值b，上端边缘值e及下端边缘值f，由此可得被测物体在平面β上坐标为该坐标即对应三维坐标系下被测物体的x及y坐标；将两平面上所得坐标进行整合，去除一组值即可得坐标该坐标即对应三维坐标系下被测物体三维坐标(x,y,z)。本专利技术中还设有供电电路，包括AC-DC整流模块、DC-DC调压模块和DC-AC逆变模块，供电电路用于对系统进行供电，维持系统的正常工作。摄像头采用ov7725，稳压模块电路采用LM2596，稳压模块电路可将输入6-12v电压转换成3.3v电压输出。系统控制模块采用MK60DN512ZVLQ10单片机，将测量得到的两组坐标值进行处理，以被测物体中心点值作为坐标值，得到中心点坐标，对主视图及俯视图采集数据分别进行处理，得到被测物体(x,z),(x,y)坐标。显示屏电路采用0.96寸oled屏，将系统控制电路输出信号提取并输出至显示屏，显示被测物体三维坐标值。如图2所示为水平摄像头电路和垂直摄像头电路拍摄被测物体的示意图，以被测物体中心点坐标得到(x,y,z)坐标。如图3所示为水平摄像头电路及垂直摄像头电路放置方式及详细参数。为使本专利技术技术方案更加清楚明了，以下通过实施例对本专利技术的工作过程进行说明。在水平摄像头电路10中，采用ov7725摄像头测量被测物体坐标。ov7725可达150HZ帧频率，并通过硬件二值化输出0,1的黑白图像，输出至稳压模块电路。稳压模块电路采用LM2596，内含固定频率振荡器(150KHZ)和基准稳压器(1.23v)，并具有完善的保护电路、电流限制和热关断电路，对输入信号进行稳压并输出至系统控制电路。系统控制电路采用MK60DN512ZVLQ10单片机，对经过稳压模块电路的信号进行处理，摄像头电路测量图像为0、1像素点数据，将像素点数据进行处理。单片机进行SCCB的写操作，初始化成所需分辨率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉测量动态物体三维坐标的装置，其特征在于，包括水平摄像头电路(10)、垂直摄像头电路(20)、稳压模块电路(30)、系统控制电路(40)和显示屏电路(50)，水平摄像头电路(10)及垂直摄像头电路(20)分别拍摄待测物体主视图及俯视图，测量两组坐标并将两组坐标信号输出至稳压模块电路(30)调节电压，稳压模块电路(30)输出信号至系统控制电路(40)，系统控制电路(40)对测量得到的两组坐标进行处理，取重复测量的x值，并综合y,z值获得物体三维坐标，输出信号至显示屏电路(50)，显示屏电路(50)显示物体三维坐标值。

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉测量动态物体三维坐标的装置，其特征在于，包括水平摄像头电路(10)、垂直摄像头电路(20)、稳压模块电路(30)、系统控制电路(40)和显示屏电路(50)，水平摄像头电路(10)及垂直摄像头电路(20)分别拍摄待测物体主视图及俯视图，测量两组坐标并将两组坐标信号输出至稳压模块电路(30)调节电压，稳压模块电路(30)输出信号至系统控制电路(40)，系统控制电路(40)对测量得到的两组坐标进行处理，取重复测量的x值，并综合y,z值获得物体三维坐标，输出信号至显示屏电路(50)，显示屏电路(50)显示物体三维坐标值。2.根据权利要求1所述的基于视觉测量动态物体三维坐标的装置，其特征在于，所述水平摄像头电路(10)拍摄被测物体的主视图，垂直摄像头电路拍摄物体的俯视图，将获取到的图像硬件二值化后输出0和1的黑白图像，并将数据输出至系统控制电路(40)进行处理。3.根据权利要求1所述的基于视觉测量动态物体三维坐标的装置，其特征在于，所述系统控制电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑睿，康骏，王震宇，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34