[发明专利]一种视觉尺寸检测系统及方法

权利要求书

1.一种视觉尺寸检测系统，其特征在于，所述系统包括棱镜组件、多个图像传感设备以及图像处理设备，所述多个图像传感设备分别安装在相对所述棱镜组件多个侧面的位置，所述图像传感设备与所述图像处理设备通信连接；

所述棱镜组件，用于将目标零件的目标成像光线进行分光、合光处理后并从预设多个镜面出射，以传输至对应图像传感设备的成像靶面；

所述多个图像传感设备，用于分别获取所述多个镜面出射的光线进行成像，得到目标零件不同边缘位置的目标图像并传输至图像处理设备；

所述图像处理设备，用于将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸；

所述系统还包括镜头，所述镜头用于采集光照时目标零件的反射光，以形成所述目标成像光线；在对目标零件进行尺寸检测时，所述目标零件、镜头和棱镜组件的中心位于同一直线上；所述棱镜组件包括第一分光棱镜、第一合光棱镜以及第二合光棱镜；

所述第一分光棱镜用于将通过镜头的出射光线分成第一待成像光线和第二待成像光线；

所述第一合光棱镜用于将第一待成像光线进行合光并传输至对应的图像传感设备，以使对应的图像传感设备采集生成对称的上下/左右边缘图；

所述第二合光棱镜用于将第二待成像光线进行合光并传输至对应的图像传感设备，以使对应的图像传感设备采集生成对称的左右/上下边缘图；

所述棱镜组件还包括第一反射棱镜、第二反射棱镜以及第三反射棱镜；

所述第一反射棱镜覆盖安装于第一合光棱镜的部分合光出射面，且所述第一反射棱镜将部分第一成像光路反射，以使第一成像光路分为第一直射成像光路和第一反射成像光路，所述第一直射成像光路对应于第一图像传感设备的成像靶面，所述第一反射成像光路对应于第二图像传感设备的成像靶面；

所述第二反射棱镜和第三反射棱镜覆盖安装于第二合光棱镜的部分合光出射面，且第二反射棱镜和第二反射棱镜均将部分第二成像光路反射，以使第二成像光路分为第二直射成像光路、第二左反射成像光路和第二右反射成像光路，所述第二直射成像光路对应于第三图像传感设备的成像靶面，所述第二左反射成像光路对应于第四图像传感设备的成像靶面，所述第二右反射成像光路对应于第五图像传感设备的成像靶面。

2.根据权利要求1所述的视觉尺寸检测系统，其特征在于，所述第一合光棱镜和第二合光棱镜安装于第一分光棱镜的两个不同侧面，且经过第一分光棱镜透射的第一待成像光线传输至第一合光棱镜进行合光以形成第一成像光路，且经过第一分光棱镜反射的反射光传输至第二合光棱镜进行合光以形成第二成像光路；

所述第一成像光路对应多个图像传感设备的成像靶面，第二成像光路对应多个图像传感设备的成像靶面。

3.根据权利要求1所述的视觉尺寸检测系统，其特征在于，所述第一分光棱镜由两个等腰直角棱镜组成立方结构，第一合光棱镜和第二合光棱镜均由两个斜方棱镜组成合光结构。

4.根据权利要求1所述的视觉尺寸检测系统，其特征在于，所述第一合光棱镜和第二合光棱镜由两个斜方棱镜组成合光结构，根据斜方棱镜合光的光学成像模型，两个斜方棱镜之间存在黑带，则所述第一合光棱镜和第二合光棱镜的参数满足如下公式：

Black＜l_s/2

式中，Black表示黑带宽度的一半；L表示第一/二合光棱镜中斜方棱镜长度；M表示第一/二合光棱镜中斜方棱镜的合光出射面距离图像传感设备的感光元件的距离；λ表示空气相对于棱镜玻璃材料的折射率；α表示光线从空气到棱镜玻璃材料的折射角；l_s表示针对黑带宽度设置的阈值。