[实用新型]基于数字图像快速匹配算法的位移传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种位移传感器，尤其是基于数字图像快速匹配算法的位移传感器。

背景技术

目前，市场上主要用于工程中高精度、大量程的位移计产品有可变式线性差动变压器（LVDT）、容栅式位移计、光栅位移计和滑动电阻位移计。上述产品各有自身特点和缺陷，直线位移计适用于条件恶劣环境，但线性度不高，时漂和温漂都比较大，稳定性差；容栅式位移计精度较高，温漂小，但耐湿度差；光栅位移计精度较高，稳定性好，但抗干扰冲击差；滑动电阻位移计存在温漂和长期接触磨损问题。另外，所述以上位移计只允许测量一个方向位移，使用场合受到限制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于数字图像快速匹配算法的位移传感器。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的。

一种基于数字图像快速匹配算法的位移传感器，包括：

收容各部件的壳体；

图像采集系统，接收光线并将图像信号转换成数字信号，并基于硬件描述语言图像处理器，采用数字图像快速匹配算法，计算连续两张图像偏移量；

光照装置，设置在所述图像采集系统和所述可连续移动的图像采集界面反射光线的途径处，发出光线，经光学镜头形成有效的光学路径；

可连续移动的图像采集界面，接收所述光照装置发射出的光线并反射至所述图像采集系统；

控制处理系统，分别和所述图像采集系统、光照装置连接。

进一步地，上述光照装置和所述可连续移动的图像采集界面之间设置透明固件。

进一步地，上述图像采集系统包括图像处理器和成像系统，上述成像系统接收光线，上述图像处理器计算图像位移偏移量。

进一步地，上述图像处理器为实现图像位置变换算法的基于硬件描述语言的图像处理器CPLD或FPGA或ASIC。

进一步地，上述成像系统包括光/电转换装置，上述光/电转换装置接收对所述可连续移动的图像采集界面反射光线进行光电转换。

进一步地，上述成像系统包括A/D转换装置，上述A/D转换装置将上述光/电转换装置输出的电信号转换成数字信号输出。

进一步地，上述成像系统包括同步装置，上述同步装置可将所述光/电转换装置、A/D转换装置、扫描装置动作同步。

进一步地，上述成像系统包括扫描装置，上述扫描装置可通过对整幅图像的扫描将被采集对象空间坐标离散，并获得每一个采样点的光强度值。

进一步地，上述光照装置包括光源和一组光学镜头，若被测物感光表面材料为一般粗糙纹理，则上述光源使用可见光或红外光光源；若被测物感光表面材料为玻璃或金属等较光滑表面，则上述光源使用激光光源。

进一步地，上述控制处理系统包括控制器、储存电路、显示电路和通信电路，所述控制器通过接插件和所述图像采集系统以及光照装置相连接。

本实用新型的有益效果：

利用图像位置变换原理，可设计二维测量的位移传感器；本实用新型对于被测对象照射表面的介质要求不高，所以可供选择加工使用的材料很多；同时由于采用非接触式测量方法，避免了因机械磨损带来的测量误差；图像位置变换处理算法采用基于硬件描述语言的图像处理器，提高算法处理速度，保证长时间工作的稳定性和数据的实时性；而且为满足测试精度要求，针对不同被测表面选择可见光、红外光或激光作为光源，使得光学感应器得到的图像更容易辨别，提高定位精准性。

附图说明

图1为实施案例1基于数字图像快速匹配算法的位移传感器正视图；

图2为实施案例1基于数字图像快速匹配算法的位移传感器的剖视图；

图3为实施案例1基于数字图像快速匹配算法的位移传感器的局部放大剖视图；

图4为实施案例1基于数字图像快速匹配算法的位移传感器工作原理示意图；

图5为实施案例1基于数字图像快速匹配算法的位移传感器的图像成像原理示意图；

图6为实施案例2使用基于数字图像快速匹配算法的位移传感器的位移测量方法的流程示意图；

图7为实施案例2实时图像相对参考图像的四象限位移偏移量说明图；

图8为实施案例2图像传感X轴方向上前后两幅图像的位置关系示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施案例1：