[发明专利]一种光摄一体式控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种光摄一体式控制系统及控制方法,包括控制板，所述控制板分别连接激光模组、相机、固体继电器、图像处理上位机，所述图像处理上位机通过USB接口与相机相连，所述固体继电器和图像处理上位机与二次电源板相连，二次电源板接220v市电。本发明实现控制激光器阵列的开关与双目相机的同步曝光，从而简化了视屏信息采集中立体匹配与三维重建的瓶颈。

技术领域

本发明属于机器视觉技术领域，特别涉及一种光摄一体式控制系统及控制方法。

背景技术

随着物联网技术在工业领域的不断完善，作为其基础支撑之一的精密测量技术受到人们的普遍关注。为提高测量精度及时效性，并减少对被测对象的可能损伤，从接触式测量升级到非接触式测量成为大势所趋，而基于光学、电子学的激光及光电测试技术是当前主流的非接触式测量方法。作为诸多光电测量方法的一种，视觉测量技术最具发展潜力。

近年来，视觉测量技术在探索测量方法多样化、应用模式创新和提高测量精度等多方面都取得积极进展，针对当前制造中的新产品、新工艺及新设备，研发出大量的视觉测量技术及其应用设备。在精密测量方面，测量精度还远远不够，还没达到理想值。尤其是双目测量(即立体测量)方面目前匹配精度依然达不到，由于同一个空间点在两个相机的空间位置不同，存在一定的视差，如何计算出视差依赖于两幅左右图像间的匹配，若匹配精度达不到，后面的三维重建更难，也就是说立体匹配与三维重建仍然是摆在视觉测量的一大难题。

激光扫描成像是通过激光器以主动发射激光的方式，根据激光测距的原理来感知真实的三维世界。与传统的数字摄影成像技术只能获取场景的二维投影信息相比，通过激光扫描所获取的三维点云数据能充分地表达现实场景中重要的三维几何形状信息以及深度信息。因此，如何控制激光器和工业相机将三维点云采集的数据进行三维重建是当前面临的技术瓶颈。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明的目的在于提供一种光摄一体式控制系统及控制方法,通过控制64线激光器的瞬时开关和2路相机的同步曝光，设计的激光器控制板与上位机之间通过以太网通信方式进行连接，双目相机通过激光扫描所获取的三维点云数据采集现实场景中重要的三维几何形状信息以及深度信息。上位机通过以太网向激光器控制板发送UDP命令，实现控制激光器阵列的开关与双目相机的同步曝光，从而简化了视屏信息采集中立体匹配与三维重建的瓶颈。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种光摄一体式控制系统，包括控制板，所述控制板分别连接激光模组、相机、固体继电器、图像处理上位机，所述图像处理上位机通过USB接口与相机相连，所述固体继电器和图像处理上位机与二次电源板相连，二次电源板接220v市电。

所述控制板上设置有两个通信接口，一个是以太网接口，另一个是RS485接口，型号为STM32F429，所述控制板留有8个连接器，每个可以控制8线激光模组。

所述相机为两个，所述控制板包括两路同步I/O信号，两路同步I/O信号通过光MOS继电器发出，传送至双模相机，然后驱动2个相机内部的光耦，触发曝光信号，所述相机用于实现图像数据的同时采集。

所述每个激光模组可控8个激光器的一个单线，通过继电器给每个模组进行配电来控制激光器的开合，通过对控制板64路I/O信号的控制来实现模组板上64个继电器的开合。

一种光摄一体式控制系统的控制方法，包括以下步骤；

(1)图像处理上位机发送UDP控制命令；

(2)激光控制板向图像处理上位机返回操作状态消息；

(3)图像处理上位机发送相机硬触发控制信号指令；

(4)图像处理上位机对激光器控制板发送激光模组供电使能指令；

(5)图像处理上位机对激光器控制板发送开关IO指令；