[实用新型]一种方形钢坯三维尺寸的在线机器视觉测量装置

权利要求书

1.一种方形钢坯三维尺寸的在线机器视觉测量装置，其特征在于：该装置包括控制机(1)、钢坯定位模块、视觉传感模块、供电模块(8)、网络交换机组(15)、远程服务器(16)；

所述控制机(1)与所述网络交换机组(15)通过网络线连接，所述远程服务器(16)也与所述网络交换机组(15)连接；

所述钢坯定位模块包括n+1组对射型红外光电开关和1套信号采集装置(9)，其中n≥2；每组光电开关均包括相对射的红外发射单元和红外接收单元，两单元分别安装在钢坯传送辊道的两侧；

所述信号采集装置(9)包括核心芯片电路(901)、电平转换电路(903)、光电隔离电路(904)和稳压电路(902)；所述稳压电路(902)的输入端连接供电模块(8)的输出端，稳压电路(902)的输出端连接核心芯片电路(901)、电平转换电路(903)和光电隔离电路(904)；所述光电隔离电路(904)包括n+1个光电耦合器件，跨接在n+1组对射型红外光电开关输出端与核心芯片电路(901)之间；所述核心芯片电路(901)的输出端通过电平转换电路(903)连接控制机(1)；

所述视觉传感模块包括三组单目结构光立体视觉子系统，所述三组单目结构光立体视觉子系统均包括一台线结构光投射器和一台相对应的面阵相机；所述面阵相机与对应的线结构光投射器分别安装在钢坯传送辊道的两侧，且相对于钢坯传送辊道的位置固定；所述面阵相机的输出端通过网络线连接控制机(1)；

所述供电模块(8)的输出端还连接n+1组对射型红外光电开关、线结构光投射器和面阵相机。

2.根据权利要求1所述的方形钢坯三维尺寸的在线机器视觉测量装置，其特征在于：所述n+1组对射型红外光电开关为S₀、S₁、…、S_n，以钢坯运行方向为前方，S₀、S₁、…、S_n依次沿辊道由前向后排列安装；所述红外光电开关的安装位置满足每组光电开关的红外发射单元与红外接收单元间的对射光线与水平面平行、与辊道方向垂直；记相邻两对光电开关S_k与S_k+1间的距离为d_k，其中k＝0、1、…、n-1，各红外光电开关的安装位置满足：

(1)d₀＞d_k，k＝1、…、n-1；

(2)d₁＜L_Min，L_Min表示钢坯长度测量范围的下限；

(3)d₀+d₁+…+d_n-1＞L_Max，L_Max表示钢坯长度测量范围的上限。

3.根据权利要求2所述的方形钢坯三维尺寸的在线机器视觉测量装置，其特征在于：所述视觉传感模块中三组单目结构光立体视觉子系统的安装位置如下：

其中一台线结构光投射器安装在测量场的前部、辊道侧上方、红外接收单元一侧，其安装角度满足：所投射的光条位于传送槽内、光条长度超出由S₀与S₁的红外光束限定的范围，使当钢坯头部运行到由S₀与S₁的红外光束限定的范围内时，能在钢坯的上表面与前截面上投射出光条，形成直角光斑；相应地，一台面阵相机安装在测量场的前部、辊道侧上方、红外发射单元一侧，视场范围覆盖由测量场前部的线结构光投射器投射的光条区域；

另外两台线结构光投射器的安装在辊道侧上方、由S₁与S₂的红外光束限定的范围内，且分别位于钢坯传送辊道两侧，两台线结构光投射器的安装角度满足：从辊道两侧向斜下方的辊道投射光条，两组线结构光的光平面重合，并且垂直于辊道方向，当钢坯主体运行在该位置时，该结构光平面在钢坯的上表面及两个侧面上投射出门形光斑；对应于两台线结构光投射器，在辊道两侧各安装一台面阵相机，视场范围分别覆盖由面阵相机同侧的线结构光投射器投射的光条区域。

4.根据权利要求1所述的方形钢坯三维尺寸的在线机器视觉测量装置，其特征在于：所述控制机(1)采用工控机，至少具有4个以太网接口和1个串行通信接口。

5.根据权利要求1所述的方形钢坯三维尺寸的在线机器视觉测量装置，其特征在于：所述面阵相机采用具有以太网接口的工业相机、配定焦镜头。