本实用新型专利技术涉及3D机器视觉技术领域，公开了一种基于线激光扫描的3D成像装置，该装置包括驱动电路A、激光器、振镜、驱动电路B、第一相机、第二相机和FPGA，FPGA控制驱动电路A发送控制信号，控制激光器开关及调节，激光器响应控制信号，投射线激光，实现光源可调，均匀性更好；FPGA控制驱动电路B输出电压，驱动振镜转动，带动线激光在视野范围内扫动，实现成像区域快速覆盖，成像便捷；FPGA发送硬触发信号到第一相机和第二相机，第一相机和第二相机响应硬触发信号，拍摄线激光发射到待测工件上的条纹图案，FPGA根据条纹图案计算待测工件对应的3D点云成像数据，采用FPGA直接进行图像采集并结算，效率高。效率高。效率高。
【技术实现步骤摘要】
基于线激光扫描的3D成像装置
[0001]本技术涉及3D机器视觉的
，尤其涉及一种基于线激光扫描的3D成像装置。
技术介绍
[0002]随着3D机器视觉的发展，各行各业对3D视觉引导机器人的需求越来越突出，同时对成像能力的要求越来越高，具体表现在抗环境光、抗反光、适应黑色物体等等。现有3D成像领域比较常见的一种是结构光3D成像，一种是线激光3D成像。
[0003]结构光3D成像装置主要由2部分组成：2D相机、结构光投影模组。基本原理是2D相机捕捉结构光投影模组投射到被测物上的经过编码的序列面结构光条纹，通过3D成像算法得出整个面的3D信息。但是，该装置抗环境光能力和抗反光能力较差。
[0004]线激光3D成像装置主要由3部分组成：2D相机、线激光光源、被测物移动装置。基本原理是2D相机捕捉线激光光源投射到被测物上的线激光光条，通过3D成像算法得出光条处的3D信息，另一方面需要移动装置载着被测物移动同时给2D相机发触发采图信号实现连续采图连续结算，最后将各个光条处的3D数据合成，得出整个工件的3D数据。现有线激光3D成像装置比较依赖于移动装置，必须有移动装置才能实现整个工件乃至整个工件群体的成像，而在实际的工业应用场景内，例如，机器人引导抓取、焊接、拆垛、切割、打磨、涂胶，都不支持工件移动。另外，整套线激光3D成像装置在调试过程中，需要对每一台设备进行严格的测试、校准，设备长期运行过程中，还需要考虑移动装置的寿命、精度、维护问题。
[0005]因此，如何改善3D成像装置的抗环境光能力和抗反光能力，以获得质量更好的3D成像数据，以及如何提高3D成像数据的便捷性和效率是亟待解决的技术问题。
[0006]上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
[0007]本技术的主要目的在于提供一种基于线激光扫描的3D成像装置，旨在解决现有技术中3D成像装置的抗环境光能力、抗反光能力差、成像过程繁琐，导致3D成像数据质量差、效率低的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本技术提供一种所述基于线激光扫描的3D成像装置包括驱动电路A、激光器、振镜、驱动电路B、第一相机、第二相机和FPGA；
[0009]所述驱动电路A与所述激光器耦接，所述激光器与所述振镜耦接，所述驱动电路B的一端与所述振镜耦接，所述驱动电路B的另一端与所述第一相机和所述第二相机分别耦接，所述FPGA的第一端与所述驱动电路A耦接，所述FPGA的第二端与所述驱动电路B耦接，所述FPGA的第三端与所述第一相机和所述第二相机分别耦接；
[0010]所述FPGA用于控制所述驱动电路A发送控制信号，以控制所述激光器的开关及调节；
[0011]所述激光器用于响应于所述控制信号，投射出一条线激光；
[0012]所述FPGA还用于控制所述驱动电路B输出电压，驱动所述振镜转动，以带动所述线激光在视野范围内扫动，待测工件位于所述视野范围内；
[0013]所述FPGA还用于发送硬触发信号到所述第一相机和所述第二相机，以使所述第一相机和所述第二相机响应于所述硬触发信号，拍摄所述线激光发射到所述待测工件上的条纹图案；
[0014]所述FPGA还用于根据所述条纹图案计算所述待测工件对应的3D点云成像数据。
[0015]优选地，所述驱动电路A，包括：温控反馈环路、恒流输出模块、TEC模块、激光模块和温度传感器；
[0016]所述温控反馈环路的第一端与所述恒流输出模块的第一端耦接，所述恒流输出模块的第二端、第三端均分别与所述TEC模块的第一端、第二端耦接，所述TEC模块的第三端与所述激光模块的第一端耦接，所述激光模块的第二端与所述温度传感器的第一端耦接，所述温度传感器的第二端与所述温控反馈环路的第二端耦接。
[0017]优选地，所述温控反馈环路，包括：第一电压跟随器、第二电压跟随器、比较放大器、第三电压跟随器；
[0018]所述第一电压跟随器的第一端、第二端均与所述比较放大器的第一端耦接，所述第二电压跟随器的第一端、第二端均与所述比较放大器的第二端耦接，所述比较放大器的第三端与所述第三电压跟随器的第一端耦接，所述第三电压跟随器的第二端、第三端均与所述恒流输出模块的第一端耦接；
[0019]所述温度传感器的第二端与所述第二电压跟随器的第三端耦接；
[0020]基准设置电压输入至所述第一电压跟随器的第三端。
[0021]优选地，所述基于线激光扫描的3D成像装置，还包括：整形光路；
[0022]所述激光器的第一端与所述驱动电路A耦接，所述激光器的第二端与所述整形光路的第一端耦接，所述整形光路的第二端与所述振镜耦接。
[0023]优选地，所述整形光路包括反射镜。
[0024]优选地，所述第一相机包括第一图像传感器模组，所述第二相机包括第二图像传感器模组；
[0025]所述第一图像传感器模组用于实时感应所述待测工件上的条纹图案对应的第一图像光信号，并所述第一图像光信号转换为第二电信号；
[0026]所述第二图像传感器模组用于实时感应所述待测工件上的条纹图案对应的第二图像光信号，并所述第二图像光信号转换为第二电信号；
[0027]所述FPGA还用于实时采集所述第一电信号和所述第二电信号，根据所述第一电信号和所述第二电信号计算视差数据，获得所述待测工件对应的3D点云成像数据。
[0028]优选地，所述FPGA还用于控制所述驱动电路B输出电压，驱动所述振镜转动，以带动所述线激光从左往右依次扫描预设次数，每扫描一次，所述第一图像传感器模组和所述第二图像传感器模组分别采集一张所述待测工件上的条纹图案对应的图像光信号。
[0029]优选地，所述FPGA还用于预先存储所述振镜每次需要到达的位置信息。
[0030]优选地，所述装置还包括上位机；
[0031]所述上位机用于发送触发指令至所述FPGA；
[0032]所述FPGA还用于响应于所述触发指令，控制所述驱动电路A发送控制信号；
[0033]所述FPGA还用于将计算获得的所述待测工件对应的3D点云成像数据发送至所述上位机。
[0034]本技术中，基于线激光扫描的3D成像装置包括驱动电路A、激光器、振镜、驱动电路B、第一相机、第二相机和FPGA；所述驱动电路A与所述激光器耦接，所述激光器与所述振镜耦接，所述驱动电路B的一端与所述振镜耦接，所述驱动电路B的另一端与所述第一相机和所述第二相机分别耦接，所述FPGA的第一端与所述驱动电路A耦接，所述FPGA的第二端与所述驱动电路B耦接，所述FPGA的第三端与所述第一相机和所述第二相机分别耦接；所述FPGA用于控制所述驱动电路A发送控制信号，以控制所述激光器的开关及调节，所述激光器用于响应于所述控制信号，投射出一条线激光，实现光源可调，发光更稳定、均匀性更好；所述FPGA还用于控制所述驱动电路B输出电压，驱动所述振镜转动，以带动所述线激光本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于线激光扫描的3D成像装置，其特征在于，所述基于线激光扫描的3D成像装置包括驱动电路A、激光器、振镜、驱动电路B、第一相机、第二相机和FPGA；所述驱动电路A与所述激光器耦接，所述激光器与所述振镜耦接，所述驱动电路B的一端与所述振镜耦接，所述驱动电路B的另一端与所述第一相机和所述第二相机分别耦接，所述FPGA的第一端与所述驱动电路A耦接，所述FPGA的第二端与所述驱动电路B耦接，所述FPGA的第三端与所述第一相机和所述第二相机分别耦接；所述FPGA用于控制所述驱动电路A发送控制信号，以控制所述激光器的开关及调节；所述激光器用于响应于所述控制信号，投射出一条线激光；所述FPGA还用于控制所述驱动电路B输出电压，驱动所述振镜转动，以带动所述线激光在视野范围内扫动，待测工件位于所述视野范围内；所述FPGA还用于发送硬触发信号到所述第一相机和所述第二相机，以使所述第一相机和所述第二相机响应于所述硬触发信号，拍摄所述线激光发射到所述待测工件上的条纹图案；所述FPGA还用于根据所述条纹图案计算所述待测工件对应的3D点云成像数据。2.如权利要求1所述的基于线激光扫描的3D成像装置，其特征在于，所述驱动电路A，包括：温控反馈环路、恒流输出模块、TEC模块、激光模块和温度传感器；所述温控反馈环路的第一端与所述恒流输出模块的第一端耦接，所述恒流输出模块的第二端、第三端均分别与所述TEC模块的第一端、第二端耦接，所述TEC模块的第三端与所述激光模块的第一端耦接，所述激光模块的第二端与所述温度传感器的第一端耦接，所述温度传感器的第二端与所述温控反馈环路的第二端耦接。3.如权利要求2所述的基于线激光扫描的3D成像装置，其特征在于，所述温控反馈环路，包括：第一电压跟随器、第二电压跟随器、比较放大器、第三电压跟随器；所述第一电压跟随器的第一端、第二端均与所述比较放大器的第一端耦接，所述第二电压跟随器的第一端、第二端均与所述比较放大器的第二端耦接，所述比较放大器的第三端与所述第三电压跟随器的第一端耦接，所述第三电压跟...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶赛，高磊，
申请(专利权)人：熵智科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：
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