[发明专利]一种基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击装置

说明书

本发明公开了一种基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击装置，基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击装置由激光发射器、聚焦镜头、双目视觉系统、步进电机、同步带传动系统、绝对值编码器和控制器组成。基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击装置工作时，通过双目视觉系统获取视野下方图像，并通过图像处理获得图像中央目标的距离信息，通过步进电机驱动同步带传动系统进而驱动聚焦镜头旋转从而改变焦距，使激光聚焦于目标，发射激光束实现自动聚焦打击。与现有技术相比，本发明能够方便地安装于相关激光设备上，具有激光打击能量集中、激光发射器无需轴向移动、调焦范围宽、调焦精度高及自动化程度高的优点。

技术领域

本发明涉及激光自动调焦技术领域，尤其涉及一种基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击装置。

背景技术

激光是20世纪以来继核能、半导体之后，人类的又一重大发明，具有单色性好、方向性好、能量密度高等优点，在很多领域得到了广泛的应用。利用激光能量密度高的优点可以实现对害虫等特定目标的快速打击，但要实现最佳打击效果则必须保证合适的焦距，才能将激光能量尽可能聚集以达到最高的能量密度。在激光调焦技术方面，目前最常用的调焦方式是手动调焦，这种方法仅适用于同一距离目标的激光打击，对于不同距离目标的激光打击则会由于焦点不一致影响打击效果。现有的自动调焦技术多通过红外传感器监测激光发射端与目标的距离，并通过电机调整激光发射器在轴向的位置，使焦点聚焦于目标上。这种方式虽能够适应不同距离的激光打击，但是激光发射器在轴向调整占用大量的时间，工作效率较低。同时，高度调整范围越大，激光发射器在轴向占用的空间越大，不具有良好的通用性。

发明内容

本发明的目的在于针对目前激光自动调焦技术速度慢、通用性差等问题，提出一种基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击装置。

为实现本发明的目的，本发明采取以下技术方案：一种基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击装置，包括激光发射器，聚焦镜头，双目视觉系统，步进电机，同步带传动系统，绝对值编码器和控制器组成。所述激光发射器为半导体激光器，所述聚焦镜头通过螺旋接口安装在所述激光发射器的激光输出口。所述的双目视觉系统用于获取打击目标的距离信息，包括两台规格参数相同的相机，两台相机分别同向平行等距安装在激光发射器的两侧，所述步进电机采用双输出轴结构，平行安装于激光发射器的另一侧。所述同步带传动系统包括两个同步轮和一根同步带，两个同步轮中一个与聚焦镜头相连接，另一个与所述步进电机的一端输出轴相连接。所述绝对值编码器与所述步进电机的另一端输出轴相连接，所述步进电机旋转时通过所述同步带传动系统驱动聚焦镜头旋转从而改变焦距，所述步进电机同时驱动所述绝对值编码器，所述绝对值编码器提供所述步进电机的绝对转角信息进而提供实际焦距的信息。所述控制器与所述激光发射器、所述双目视觉系统、所述步进电机及所述绝对值编码器相连接。工作时，通过双目视觉系统获取视野下方图像，并通过图像处理获得图像中央目标的距离信息，通过步进电机驱动同步带传动系统进而驱动聚焦镜头旋转从而改变焦距，使激光聚焦于目标，发射激光束实现自动聚焦打击。

与现有技术相比，本发明的有益效果是，提供一种基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击装置，通过双目视觉系统获取目标距离信息，并通过步进电机和同步带传动系统驱动聚焦镜头旋转实现焦距调整，保证激光聚焦在目标上。相对现有激光自动调焦技术，本发明能够方便地安装于相关激光设备上，具有激光打击能量集中、激光发射器无需轴向移动、调焦范围宽、调焦精度高及自动化程度高的优点。

附图说明

图1所示为基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击装置轴测图。

图2所示为基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击装置系统控制原理图。

图3所示为本发明基于立体机器视觉的激光自动聚焦打击原理示意图。

图中：1、激光发射器；2、相机；3、同步带；4、聚焦镜头；5、同步轮；6、步进电机；7、绝对值编码器。

具体实施方式