[发明专利]一种螺纹轮廓图像的采集装置

说明书

本发明提供的一种螺纹轮廓图像的采集装置，包括光源，成像光学系统，成像光学系统包括依次设置于光路上的平面反射镜及相机，平面反射镜的反射一侧平行设置有平面分光镜；该装置通过相机单次曝光即可获得不同光强的被测轮廓图像，进而融合不同光强的轮廓图像，利用高动态范围技术提高图像信噪比，减弱杂散光等产生的噪声干扰，降低对后续图像处理和测量工作的影响，操作简单。

技术领域

本发明属于机器视觉测量领域技术领域，具体涉及一种螺纹轮廓图像的采集装置。

背景技术

机器视觉技术具有高度自动化、稳定性好、无损检测等优势，很好地满足了工业生产中批量大、精度高的需求。将此技术运用于螺纹检测工作中能显著提高检测效率，进而保证产品的质量。

在采用线结构光视觉检测技术进行螺纹特征参数检测时，被测螺纹表面会发生局部亮度集中，进而使图像对应位置过曝光；当检测对象具有凹陷几何形状的特征时，线结构光照射至凹陷中会发生多次反射，进而在凹陷结构中产生杂散光。而这些现象会影响到螺纹几何特征的确定，进而降低螺纹直径、牙型等特征参数的测量精度。

由于杂散光属于测量对象表面上的二次反射光，杂散光的光强会显著低于属于一次反射的螺纹轮廓光斑的光强，可调节相机参数进行多重曝光得到多幅图像，在后续数据处理中综合多幅图像提高图像的动态范围和信噪比。而在实际测量工作中，传统多重曝光方法会降低测量速度，难以用于动态测量过程。若设计特殊的光学系统，通过相机单次曝光采集到不同强度的螺纹轮廓叠加图像，可显著提高测量速度和效率。因此设计一种合适的螺纹轮廓图像采集装置可解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺纹轮廓图像的采集装置，解决了现有技术中存在的测量螺纹特征时杂散光及亮度不均影响螺纹测量精度的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种螺纹轮廓图像的采集装置，包括光源，成像光学系统，成像光学系统包括依次设置于光路上的平面反射镜及相机，平面反射镜的反射一侧平行设置有平面分光镜。

本发明的特点还在于，

光源与成像光学系统位置满足三角测量法的位置设置。

平面反射镜的反光面与平面分光镜的分光面之间有距离。

光源为线光源。

平面分光镜2的光学镀膜的透过率不包括0.618。

平面反射镜与进入成像光学系统的光线的夹角包括45°。

平面分光镜为双面镀膜分光镜，靠近相机一侧为固定透过率膜，靠近平面反射镜一侧为增透膜。

本发明一种螺纹轮廓图像的采集装置的有益效果是，采用分光镜的分光面与反光镜的反光面将带有螺纹特征的光斑图样分离，一是，通过单次曝光便可采集到被测螺纹轮廓的两个像，两个像沿传感器像面螺纹轮廓轴线方向有一定平移，以便于将两个像进行分离；二是，两个像强度可控制，强度较强的像对被测轮廓的暗部有较好的反映，强度较弱的像对被测轮廓的亮部有较好的反映，比较好地抑制了杂散光等噪声；三是，光学系统简单，只需在已有相机光学系统的基础上添加一片平面分光镜和一片平面反射镜。

附图说明

图1是本发明一种螺纹轮廓图像的采集装置的整体结构示意图；

图2是本发明一种螺纹轮廓图像的采集装置的平面分光镜与平面反射镜的结构示意图。

图中，1.相机；2.平面分光镜；3.平面反射镜；4.被测螺纹轮廓；5.光源；6.成像光学系统；7.被测工件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。