一种图像采集装置、方法和设备

摘要

本发明公开了一种图像采集装置、方法和设备，涉及图像采集技术领域，以解决现有缺陷检测中图像采集装置的图像采集质量较差的问题。该图像采集装置包括：底座部件，底座部件包括电柜箱和水平设置在电柜箱上表面的第一移动模组和第一移动导轨，电柜箱中设置有控制器件；立柱部件，立柱部件包括立柱框架，立柱框架的两个支脚分别与第一移动模组和第一移动导轨滑动连接，第一移动模组用于驱动立柱部件沿第一水平方向移动；顶端部件，顶端部件包括安装在立柱部件上的顶端框架和设置在顶端框架上的拍摄模块，拍摄模块用于对放置在底座部件上的待测样品进行拍摄。本发明实施例可使拍摄模块适应待测样品位置变化调整拍摄角度，进而提高图像拍摄质量。

权利要求

1.一种图像采集装置，其特征在于，包括：底座部件，所述底座部件包括电柜箱和水平设置在所述电柜箱上表面的第一移动模组和第一移动导轨，所述电柜箱中设置有控制器件；

立柱部件，所述立柱部件包括立柱框架，所述立柱框架的两个支脚中的第一支脚与所述第一移动模组滑动连接，所述两个支脚中的第二支脚与所述第一移动导轨滑动连接，所述第一移动模组用于驱动所述立柱部件沿第一水平方向移动；

顶端部件，所述顶端部件包括安装在所述立柱部件上的顶端框架和设置在所述顶端框架上的拍摄模块，所述拍摄模块用于对放置在所述底座部件上的待测样品进行拍摄；

所述顶端部件还包括位于所述顶端框架下层的顶端中层结构；

所述顶端中层结构包括沿第三水平方向设置的第一移动轨道、与所述第一移动轨道滑动连接的第一移动部件、与所述第一移动部件连接的第一电机、沿所述第三水平方向设置的第三移动导轨、沿第四水平方向设置的第一光源和第一安装板，所述第一光源和所述第一电机均安装在所述第一安装板上，所述第一安装板与所述第三移动导轨滑动连接；

其中，所述控制器件通过获取所述待测样品的尺寸信息，计算所述第一光源的移动参数，并控制所述第一电机按照所述移动参数驱动所述第一移动部件沿所述第一移动轨道移动，带动所述第一光源移动至目标位置。

2.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述立柱部件还包括设置在所述立柱框架顶部的第二移动导轨；

所述顶端部件还包括水平设置在所述顶端框架上的第二移动模组，所述第二移动模组与所述第二移动导轨滑动连接，所述第二移动模组用于驱动所述顶端部件沿第二水平方向移动；

其中，所述第一水平方向所述第二水平方向不同。

3.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述顶端部件还包括垂直设置在所述顶端框架上的移动模组安装座、安装在所述移动模组安装座上的第三移动模组和设置在所述顶端框架上的激光位移传感器，所述激光位移传感器用于对所述待测样品进行测距；

所述拍摄模块设置在所述第三移动模组上，所述第三移动模组用于驱动所述拍摄模块沿垂直方向移动。

4.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述顶端部件还包括位于所述顶端中层结构下层的顶端下层结构；

所述顶端下层结构包括沿第五水平方向设置的第二移动轨道、与所述第二移动轨道滑动连接的第二移动部件、与所述第二移动部件连接的第二电机、沿所述第五水平方向设置的第四移动导轨、沿第六水平方向设置的第二光源和第二安装板，所述第二光源和所述第二电机均安装在所述第二安装板上，所述第二安装板与所述第四移动导轨滑动连接；

其中，所述第五水平方向与所述第三水平方向不同，所述第六水平方向与所述第四水平方向不同，所述第二电机驱动所述第二移动部件沿所述第二移动轨道移动时，可带动所述第二安装板和所述第二光源沿所述第四移动导轨移动。

5.根据权利要求4所述的图像采集装置，其特征在于，目标移动轨道为齿条，目标移动部件为齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合连接；

其中，所述目标移动轨道为所述第一移动轨道，所述目标移动部件为所述第一移动部件；或者，所述目标移动轨道为所述第二移动轨道，所述目标移动部件为所述第二移动部件。

6.一种图像采集方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的图像采集装置，所述图像采集装置的底座部件上放置有待测样品，所述方法包括：通过所述图像采集装置的顶端部件上的拍摄模块获取所述待测样品的第一位置；

根据所述第一位置，确定所述底座部件上的第一移动模组的第一移动参数；

控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方；

通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集；

所述顶端部件还包括位于所述顶端框架下层的顶端中层结构；所述顶端中层结构包括沿第三水平方向设置的第一移动轨道、与所述第一移动轨道滑动连接的第一移动部件、与所述第一移动部件连接的第一电机、沿所述第三水平方向设置的第三移动导轨、沿第四水平方向设置的第一光源和第一安装板，所述第一光源和所述第一电机均安装在所述第一安装板上，所述第一安装板与所述第三移动导轨滑动连接；其中，所述第一电机驱动所述第一移动部件沿所述第一移动轨道移动时，可带动所述第一安装板和所述第一光源沿所述第三移动导轨移动；

所述控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方之后，所述通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集之前，所述方法还包括：

通过所述拍摄模块采集所述待测样品的预览图像；

基于所述预览图像，确定所述待测样品的尺寸；

根据所述尺寸确定所述第一移动部件的第三移动参数；

控制所述第一电机驱动所述第一移动部件按照所述第三移动参数移动，以使所述第一光源到达第一目标位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述图像采集装置的顶端部件上的拍摄模块获取所述待测样品的第一位置，包括：通过所述拍摄模块采集所述待测样品的当前帧图像；

构建所述当前帧图像与预先采集的所述待测样品的上一帧图像之间的变换矩阵；

利用所述变换矩阵更新背景图像，所述背景图像为预先采集的未放置有所述待测样品的图像；

将所述当前帧图像与更新后的背景图像相减，得到背景差分图像；

将所述背景差分图像中待测样品图像特征所在的位置确定为所述待测样品的第一位置。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述图像采集装置的立柱部件还包括设置在所述立柱框架顶部的第二移动导轨；所述顶端部件还包括水平设置在所述顶端框架上的第二移动模组，所述第二移动模组与所述第二移动导轨滑动连接，所述第二移动模组用于驱动所述顶端部件沿第二水平方向移动；其中，所述第一水平方向所述第二水平方向不同；

所述根据所述第一位置，确定所述底座部件上的第一移动模组的第一移动参数，包括：根据所述第一位置，确定所述第一移动模组的第一移动参数，以及确定所述第二移动模组的第二移动参数；

所述控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方，包括：

控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以及控制所述第二移动模组按照所述第二移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述顶端部件还包括垂直设置在所述顶端框架上的移动模组安装座、安装在所述移动模组安装座上的第三移动模组和设置在所述顶端框架上的激光位移传感器，所述激光位移传感器用于对所述待测样品进行测距；所述拍摄模块设置在所述第三移动模组上，所述第三移动模组用于驱动所述拍摄模块沿垂直方向移动；

所述通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集之前，所述方法还包括：通过所述激光位移传感器获取所述拍摄模块距所述待测样品的距离；

在所述距离与预设高度值不一致的情况下，根据所述距离与预设高度值的差值，控制所述第三移动模组移动，直至所述拍摄模块与所述待测样品的距离等于所述预设高度值。

10.一种图像采集设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述图像采集设备还包括权利要求1中所述的图像采集装置，所述处理器，用于读取存储器中的程序实现如权利要求6至9中任一项所述的图像采集方法中的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至9中任一项所述的图像采集方法中的步骤。

说明书

一种图像采集装置、方法和设备

技术领域

[0001] 本发明涉及图像采集技术领域，尤其涉及一种图像采集装置、方法和设备。

背景技术

[0002] 工业产品种类繁多，在工业产品的生产过程中，需要对试样进行缺陷检测。在缺陷检测中，试样图像质量是关键因子，直接影响了检测结果，而试样图像质量由采集方法决
定。

[0003] 图像采集是利用光学采集设备来获取样品图像表观信息，目前，图像采集有两类方法，一类是手动采集图像，另一类是使用通用型图像采集系统来获取图像信息。其中，手
动采集图像方式的图像质量易受主观因素如手持拍摄角度和客观因素如室外光照因素的
影响；通用型图像采集系统则拍摄角度较为固定，拍摄质量会受到试样位置等限制。因此，
这两种方式在拍摄中均存在相机畸变、无法自动对焦等问题，使得图像质量无法得到保证。

[0004] 可见，现有缺陷检测中的图像采集装置和方法存在图像采集质量较差的问题。

发明内容

[0005] 本发明实施例提供一种图像采集装置、方法和设备，以解决现有缺陷检测中的图像采集装置和方法存在图像采集质量较差的问题。

[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种图像采集装置，包括：

[0007] 底座部件，所述底座部件包括电柜箱和水平设置在所述电柜箱上表面的第一移动模组和第一移动导轨，所述电柜箱中设置有控制器件；

[0008] 立柱部件，所述立柱部件包括立柱框架，所述立柱框架的两个支脚中的第一支脚与所述第一移动模组滑动连接，所述两个支脚中的第二支脚与所述第一移动导轨滑动连
接，所述第一移动模组用于驱动所述立柱部件沿第一水平方向移动；

[0009] 顶端部件，所述顶端部件包括安装在所述立柱部件上的顶端框架和设置在所述顶端框架上的拍摄模块，所述拍摄模块用于对放置在所述底座部件上的待测样品进行拍摄。

[0010] 可选的，所述立柱部件还包括设置在所述立柱框架顶部的第二移动导轨；

[0011] 所述顶端部件还包括水平设置在所述顶端框架上的第二移动模组，所述第二移动模组与所述第二移动导轨滑动连接，所述第二移动模组用于驱动所述顶端部件沿第二水平
方向移动；

[0012] 其中，所述第一水平方向所述第二水平方向不同。

[0013] 可选的，所述顶端部件还包括垂直设置在所述顶端框架上的移动模组安装座、安装在所述移动模组安装座上的第三移动模组和设置在所述顶端框架上的激光位移传感器，
所述激光位移传感器用于对所述待测样品进行测距；

[0014] 所述拍摄模块设置在所述第三移动模组上，所述第三移动模组用于驱动所述拍摄模块沿垂直方向移动。

[0015] 可选的，所述顶端部件还包括位于所述顶端框架下层的顶端中层结构；

[0016] 所述顶端中层结构包括沿第三水平方向设置的第一移动轨道、与所述第一移动轨道滑动连接的第一移动部件、与所述第一移动部件连接的第一电机、沿所述第三水平方向
设置的第三移动导轨、沿第四水平方向设置的第一光源和第一安装板，所述第一光源和所
述第一电机均安装在所述第一安装板上，所述第一安装板与所述第三移动导轨滑动连接；

[0017] 其中，所述第一电机驱动所述第一移动部件沿所述第一移动轨道移动时，可带动所述第一安装板和所述第一光源沿所述第三移动导轨移动。

[0018] 可选的，所述顶端部件还包括位于所述顶端中层结构下层的顶端下层结构；

[0019] 所述顶端下层结构包括沿第五水平方向设置的第二移动轨道、与所述第二移动轨道滑动连接的第二移动部件、与所述第二移动部件连接的第二电机、沿所述第五水平方向
设置的第四移动导轨、沿第六水平方向设置的第二光源和第二安装板，所述第二光源和所
述第二电机均安装在所述第二安装板上，所述第二安装板与所述第四移动导轨滑动连接；

[0020] 其中，所述第五水平方向与所述第三水平方向不同，所述第六水平方向与所述第四水平方向不同，所述第二电机驱动所述第二移动部件沿所述第二移动轨道移动时，可带
动所述第二安装板和所述第二光源沿所述第四移动导轨移动。

[0021] 可选的，目标移动轨道为齿条，目标移动部件为齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合连接；

[0022] 其中，所述目标移动轨道为所述第一移动轨道，所述目标移动部件为所述第一移动部件；或者，所述目标移动轨道为所述第二移动轨道，所述目标移动部件为所述第二移动
部件。

[0023] 第二方面，本发明实施例还提供一种图像采集方法，应用于上述第一方面所述的图像采集装置，所述图像采集装置的底座部件上放置有待测样品，所述方法包括：

[0024] 通过所述图像采集装置的顶端部件上的拍摄模块获取所述待测样品的第一位置；

[0025] 根据所述第一位置，确定所述底座部件上的第一移动模组的第一移动参数；

[0026] 控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方；

[0027] 通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集。

[0028] 可选的，所述通过所述图像采集装置的顶端部件上的拍摄模块获取所述待测样品的第一位置，包括：

[0029] 通过所述拍摄模块采集所述待测样品的当前帧图像；

[0030] 构建所述当前帧图像与预先采集的所述待测样品的上一帧图像之间的变换矩阵；

[0031] 利用所述变换矩阵更新背景图像，所述背景图像为预先采集的未放置有所述待测样品的图像；

[0032] 将所述当前帧图像与更新后的背景图像相减，得到背景差分图像；

[0033] 将所述背景差分图像中待测样品图像特征所在的位置确定为所述待测样品的第一位置。

[0034] 可选的，所述图像采集装置的立柱部件还包括设置在所述立柱框架顶部的第二移动导轨；所述顶端部件还包括水平设置在所述顶端框架上的第二移动模组，所述第二移动
模组与所述第二移动导轨滑动连接，所述第二移动模组用于驱动所述顶端部件沿第二水平
方向移动；其中，所述第一水平方向所述第二水平方向不同；

[0035] 所述根据所述第一位置，确定所述底座部件上的第一移动模组的第一移动参数，包括：

[0036] 根据所述第一位置，确定所述第一移动模组的第一移动参数，以及确定所述第二移动模组的第二移动参数；

[0037] 所述控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方，包括：

[0038] 控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以及控制所述第二移动模组按照所述第二移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方。

[0039] 可选的，所述顶端部件还包括垂直设置在所述顶端框架上的移动模组安装座、安装在所述移动模组安装座上的第三移动模组和设置在所述顶端框架上的激光位移传感器，
所述激光位移传感器用于对所述待测样品进行测距；所述拍摄模块设置在所述第三移动模
组上，所述第三移动模组用于驱动所述拍摄模块沿垂直方向移动；

[0040] 所述通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集之前，所述方法还包括：

[0041] 通过所述激光位移传感器获取所述拍摄模块距所述待测样品的距离；

[0042] 在所述距离与预设高度值不一致的情况下，根据所述距离与预设高度值的差值，控制所述第三移动模组移动，直至所述拍摄模块与所述待测样品的距离等于所述预设高度
值。

[0043] 可选的，所述顶端部件还包括位于所述顶端框架下层的顶端中层结构；所述顶端中层结构包括沿第三水平方向设置的第一移动轨道、与所述第一移动轨道滑动连接的第一
移动部件、与所述第一移动部件连接的第一电机、沿所述第三水平方向设置的第三移动导
轨、沿第四水平方向设置的第一光源和第一安装板，所述第一光源和所述第一电机均安装
在所述第一安装板上，所述第一安装板与所述第三移动导轨滑动连接；其中，所述第一电机
驱动所述第一移动部件沿所述第一移动轨道移动时，可带动所述第一安装板和所述第一光
源沿所述第三移动导轨移动；

[0044] 所述控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方之后，所述通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集之前，所
述方法还包括：

[0045] 通过所述拍摄模块采集所述待测样品的预览图像；

[0046] 基于所述预览图像，确定所述待测样品的尺寸；

[0047] 根据所述尺寸确定所述第一移动部件的第三移动参数；

[0048] 控制所述第一电机驱动所述第一移动部件按照所述第三移动参数移动，以使所述第一光源到达第一目标位置。

[0049] 第三方面，本发明实施例还提供一种图像采集设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述图像采集设备还包括上述第一方面所
述的图像采集装置，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第二方面所述的图像采
集方法中的步骤。

[0050] 第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面所述的图像
采集方法中的步骤。

[0051] 在本发明实施例中，图像采集装置包括：底座部件，所述底座部件包括电柜箱和水平设置在所述电柜箱上表面的第一移动模组和第一移动导轨，所述电柜箱中设置有控制器
件；立柱部件，所述立柱部件包括立柱框架，所述立柱框架的两个支脚中的第一支脚与所述
第一移动模组滑动连接，所述两个支脚中的第二支脚与所述第一移动导轨滑动连接，所述
第一移动模组用于驱动所述立柱部件沿第一水平方向移动；顶端部件，所述顶端部件包括
安装在所述立柱部件上的顶端框架和设置在所述顶端框架上的拍摄模块，所述拍摄模块用
于对放置在所述底座部件上的待测样品进行拍摄。这样，可通过控制第一移动模组水平移
动，来带动立柱部件水平移动，进而带动顶端部件水平移动，使得拍摄模块能够适应待测样
品位置变化，调整拍摄角度，进而能够提高对待测试样的图像拍摄质量。

附图说明

[0052] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获
得其他的附图。

[0053] 图1是本发明实施例提供的图像采集装置的结构图；

[0054] 图2是本发明实施例提供的底座部件的结构图；

[0055] 图3是本发明实施例提供的立柱部件的结构图；

[0056] 图4是本发明实施例提供的顶端部件的结构图；

[0057] 图5是本发明实施例提供的顶端中层结构图；

[0058] 图6是本发明实施例提供的顶端下层结构图；

[0059] 图7是本发明实施例提供的图像采集方法的流程图；

[0060] 图8是本发明实施例提供的图像采集设备的结构图。

具体实施方式

[0061] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发
明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例，都属于本发明保护的范围。

[0062] 为使本发明实施例的应用背景和所能解决的技术问题更为清楚，在此首先对相关技术中的方案和缺陷作如下说明：

[0063] 为保证连铸坯的质量，在传统钢铁企业设有专门部门和人员，对低倍试样进行缺陷检测和等级评定。目前检测评级方式多采用人工模式，检测人员手持相机拍摄酸蚀后的
低倍试样，然后对照标准，划分缺陷的类型和等级。在缺陷检测评级过程中，图像质量是关
键因子，直接影响了检测结果，而图像质量是由采集方法决定，所以图像采集在连铸坯低倍
缺陷检测中占据了重要地位。

[0064] 在钢铁企业的连铸坯检测中心，图像采集方式包括手动采集和系统自动采集。手动采集需要检测工人手持数码相机，然后根据连铸坯的高度和尺寸来调节拍照距离和拍照
角度，这种方式采集的图像受拍摄人员主观因素影响，获取的图片质量参差不齐。同时光照
等外界环境的干扰，给拍摄带来了巨大的挑战。系统自动采集是利用相机、镜头和光源来搭
建视觉采集硬件系统，然后配合机械装置来调整光源角度，实现相机自动抓拍功能。系统自
动采集无需人工参与，物体放置于待测平面后，系统将自动完成拍照功能。但是连铸坯试样
的尺寸和高度变化较大，图像自动采集系统还无法有效解决该类问题。

[0065] 手动采集图像是通过手持相机方式来获取试样表观信息。这种手动拍照方式，存在焦平面不对齐问题，导致图像模糊无法准确进行缺陷检测。因拍摄角度不当，造成图像畸
变现象。另外，受到室外光照因素的影响，缺陷位置难以辨别，大大增加了后续检测的难度。
由于上述主观和客观因素影响，无法通过采集到的连铸坯图片准确判定等级，所以检测人
员需要返回现场观察实物。这种采图方式不仅耗费了大量时间，而且图片质量无法得到保
证，严重影响了后续检测工作。

[0066] 通用型图像采集系统往往设置了多个灵活选项，如拍摄角度，但无法适用于连铸坯试样的图片采集。因试样尺寸变化范围大，当物体过小或工人放置偏差时，物体不在激光
测距仪的正下方，所以利用激光测距仪无法确定物体的高度，造成了无法聚焦到样坯表面
的问题。其次，当物体位于工业相机视野范围的边界位置，如果仍然采用这种定点拍照的方
式，受到工业相机本身性能的影响，获取的图片存在畸变问题，边界附近出现失真。最后，当
前打光方式只是调节光源角度，有效发光面的变化范围比较小，更适用于尺寸固定的待测
目标。而连铸坯试样尺寸变化范围较大，这种打光方式无法照亮试样表面，导致缺陷无法显
现，从而加大了检测工作的难度。

[0067] 综上所述，针对连铸坯图像采集问题，手动采集和现有的图像采集装置均面临三个问题：

[0068] 1）相机畸变问题，导致相机视野边界附近的图像失真；

[0069] 2）相机无法自动对齐焦平面，导致采集的图像模糊不清；

[0070] 3）当前打光方式无法有效应对连铸坯试样尺寸变化问题。

[0071] 为解决上述问题，本发明实施例提出了一种可用于连铸坯低倍缺陷检测的图像采集装置及方法。

[0072] 参见图1、图2、图3和图4，图1是本发明实施例提供的图像采集装置的结构图，如图所示，图像采集装置包括：

[0073] 底座部件10，底座部件10包括电柜箱11和水平设置在电柜箱11上表面的第一移动模组12和第一移动导轨13，电柜箱11中设置有控制器件；

[0074] 立柱部件20，立柱部件20包括立柱框架21，立柱框架21的两个支脚中的第一支脚与第一移动模组12滑动连接，所述两个支脚中的第二支脚与第一移动导轨13滑动连接，第
一移动模组12用于驱动立柱部件20沿第一水平方向移动；

[0075] 顶端部件30，顶端部件30包括安装在立柱部件20上的顶端框架31和设置在顶端框架31上的拍摄模块32，拍摄模块32用于对放置在底座部件10上的待测样品40进行拍摄。

[0076] 如图1所示，图像采集装置主要包括三个部分，分别为底座部件10、立柱部件20和顶端部件30，其中，底座部件10主要作为整套图像采集装置的载体支撑以及自动化控制器
件布置的电柜箱，如图2所示，底座部件10包括电柜箱11、第一移动模组12和第一移动导轨
13，第一移动模组12和第一移动导轨13可以平行设置在电柜箱11的上表面，用作立柱部件
20沿第一水平方向的移动轨道，例如，所述第一水平方向可以是前后方向或左右方向。电柜
箱11中可设置有控制器件，且电柜箱11还可配置有电柜箱门14，底座部件10的台面也即电
柜箱11的上表面可用于放置待测样品40，如连铸坯。

[0077] 如图3所示，立柱部件20主要作为顶端部件30的支撑框架，包括立柱框架21，用于搭载顶端部件30和一些其他部件（如安全警示灯23），立柱框架21包括两个支脚，如图1所
示，这两个支脚分别与第一移动模组12和第一移动导轨13滑动连接，使得立柱部件20可沿
第一移动模组12和第一移动导轨13水平移动。

[0078] 如图4所示，顶端部件30作为所述图像采集装置的核心，包括顶端框架31和拍摄模块32，顶端框架31安装在立柱部件20上，用于搭载拍摄模块32，也即拍摄模块32可以设置在
顶端框架31上，可随顶端框架31的移动而移动，拍摄模块32用于拍摄图像，具体地，可以将
拍摄模块32安装在顶端框架31的中央，以使其拍摄角度对准底座部件10上用于放置待测样
品40的中央位置，后续也可尽可能地减少拍摄模块32所需调整的距离。其中，拍摄模块32可
以包括工业相机321和镜头322。

[0079] 其中，所述控制器件可通过获取待测样品40相对拍摄模块32视角中心的位置偏差，计算出第一移动模组12的移动参数，并提供给第一移动模组12，第一移动模组12可接受
所述控制器件的控制，按照所述控制器件提供的移动参数移动，进而带动立柱部件20和拍
摄模块23移动至待测样品40的上方，使得拍摄模块23能够对准待测样品40，获得较佳的拍
摄角度和图像拍摄质量。需说明的是，第一移动模组12可包括轨道和移动模块，当然，第一
移动导轨13中也可以设置有移动模块，这两个移动模块可以接收相同的移动参数，向相同
方向移动相同的距离。

[0080] 可选的，如图3所示，立柱部件20还包括设置在立柱框架21顶部的第二移动导轨22；

[0081] 如图4所示，顶端部件30还包括水平设置在顶端框架31上的第二移动模组33，第二移动模组33与第二移动导轨22滑动连接，第二移动模组33用于驱动顶端部件30沿第二水平
方向移动；

[0082] 其中，所述第一水平方向所述第二水平方向不同。

[0083] 一种实施方式中，如图3和图4所示，立柱部件20还包括设置在立柱框架21顶部的第二移动导轨22，顶端部件30还包括水平设置在顶端框架31上与第二移动导轨22配套的第
二移动模组33，且第二移动模组33与第二移动导轨22滑动连接，从而顶端部件30可通过第
二移动模组33沿第二移动导轨22水平移动，且第二移动模组33的移动方向与第一移动模组
12的移动方向不同，以保证拍摄模块32能够在第一移动模组12和第二移动模组33的控制下
向不同水平方向移动，进而使得拍摄模块32的可调范围更广，调整距离更为精细，拍摄角度
的调整更为灵活。其中，第一移动模组12移动的第一水平方向与第二移动模组33移动的第
二水平方向可以相互垂直，例如，第一水平方向为前后方向，第二水平方向为左右方向。

[0084] 其中，所述控制器件可通过获取待测样品40相对拍摄模块32视角中心的位置偏差，分别计算出第一移动模组12的移动参数和第二移动模组33的移动参数，并对应提供给
第一移动模组12和第二移动模组33，第一移动模组12和第二移动模组33均可接受所述控制
器件的控制，按照所述控制器件提供的移动参数移动，进而带动立柱部件20和拍摄模块23
移动至待测样品40的上方，使得拍摄模块23能够对准待测样品40，获得更佳的拍摄角度。

[0085] 这样，通过该实施方式，可保证拍摄模块32不仅能够在第一移动模组12的控制下向一水平方向移动，还能够在第二移动模组33的控制下向另一水平方向移动，使得拍摄模
块32能够多方位移动调整，能够进一步对准待测样品40，进而获得更佳的拍摄角度和图像
拍摄质量。

[0086] 可选的，如图4所示，顶端部件30还包括垂直设置在顶端框架31上的移动模组安装座34、安装在移动模组安装座34上的第三移动模组35和设置在顶端框架31上的激光位移传
感器38，激光位移传感器38用于对待测样品40进行测距；

[0087] 拍摄模块32设置在第三移动模组35上，第三移动模组35用于驱动拍摄模块32沿垂直方向移动。

[0088] 即一种实施方式中，如图4所示，顶端部件30还可包括移动模组安装座34、第三移动模组35和激光位移传感器38，其中，移动模组安装座34垂直设置在顶端框架31上，第三移
动模组35安装在移动模组安装座34上，拍摄模块32则设置在第三移动模组35上，从而拍摄
模块32可在第三移动模组35的控制下沿垂直方向运动，也即可以上下运动，激光位移传感
器38可设置在顶端框架31上，具体地，可以设置在激光位移传感器安装座39上，激光位移传
感器安装座39设置在顶端框架31上，激光位移传感器38用于测量待测样品40与自身的距
离，也即可用于测量待测样品40的高度，需说明的是，拍摄模块32的默认初始位置与激光位
移传感器38处于同一水平位置，即激光位移传感器38目标测量的待测样品40与拍摄模块32
的距离。

[0089] 其中，所述控制器件可通过获取激光位移传感器38测量的距离值，计算出第三移动模组35的移动参数，并对应提供给第三移动模组35，第三移动模组35可接受所述控制器
件的控制，按照所述控制器件提供的移动参数移动，进而带动拍摄模块23移动至距待测样
品40合适的高度，使得拍摄模块23能够获得合适的焦距。

[0090] 这样，通过该实施方式，可保证拍摄模块32不仅能够水平移动，还能够上下移动，使得拍摄模块32不仅能够获得较佳的拍摄角度，还能够保证待测样品40的检测面处于拍摄
模块32的景深范围内。

[0091] 在结合以上实施方式时，可使得待测样品40如连铸坯处于拍摄视野的正中间，且待测样品40的检测面处于相机焦平面上，保证了图片清晰度的同时还解决了相机畸变问
题。

[0092] 可选的，如图4所示，顶端部件30还包括位于顶端框架31下层的顶端中层结构36；

[0093] 顶端中层结构36包括沿第三水平方向设置的第一移动轨道361、与第一移动轨道361滑动连接的第一移动部件362、与第一移动部件362连接的第一电机363、沿所述第三水
平方向设置的第三移动导轨364、沿第四水平方向设置的第一光源365和第一安装板366，第
一光源365和第一电机363均安装在第一安装板366上，第一安装板366与第三移动导轨364
滑动连接；

[0094] 其中，第一电机363驱动第一移动部件362沿第一移动轨道361移动时，可带动第一安装板366和第一光源365沿第三移动导轨364移动。

[0095] 一种实施方式中，还可在顶端部件30上布置可调节的打光模块，以为拍摄提供合适的光照条件。

[0096] 具体地，如图4所示，可在顶端框架31的下层设置顶端中层结构36，并在顶端中层结构36中增设打光模块，如图5所示，顶端中层结构36包括第一移动轨道361、与第一移动轨
道361配套的第一移动部件362、第一电机363、第三移动导轨364、第一光源365和第一安装
板366，其中，第一移动轨道361可以水平设置在顶端中层结构36的框架外侧，第一移动部件
362则与第一移动轨道361滑动连接，第一电机363则与第一移动部件362连接，用于提供驱
动力，即第一移动部件362可在第一电机363驱动作用下沿第一移动轨道361移动；第一光源
365可沿另一水平方向设置，例如，第一光源365与第一移动轨道361的设置方向垂直，且第
一光源365和第一电机363均安装在第一安装板366上，第三移动导轨364可与第一移动轨道
361平行设置在框架外侧，用作第一光源365的滑动轨道，从而第一电机363在驱动第一移动
部件362沿第一移动轨道361移动时，可带动第一安装板366上的第一光源365沿第三移动导
轨364移动。

[0097] 需说明的是，顶端中层结构36上沿第四水平方向设置的第一光源365可以是成对设置，相应地，第一移动部件362、第一电机363、第三移动导轨364和第一安装板366也是成
对设置，如图5所示，顶端中层结构36上可以设置有两套可前后移动的光源结构，以提供较
为均匀的打光效果。

[0098] 其中，所述控制器件可通过获取待测样品40的尺寸信息，计算出第一光源365的移动参数，并对应提供给第一电机363，第一电机363可接受所述控制器件的控制，按照所述控
制器件提供的移动参数驱动第一移动部件362移动，进而带动第一光源365移动至合适位
置。

[0099] 这样，通过移动调整光源位置来改变待测样品的发光面，可在提供稳定光源环境的同时，还可适用于不同尺寸的待测样品的图像采集。

[0100] 可选的，如图4所示，顶端部件30还包括位于顶端中层结构36下层的顶端下层结构37；

[0101] 顶端下层结构37包括沿第五水平方向设置的第二移动轨道371、与第二移动轨道371道滑动连接的第二移动部件372、与第二移动部件372连接的第二电机373、沿第五水平
方向设置的第四移动导轨374、沿第六水平方向设置的第二光源375和第二安装板376，第二
光源375和第二电机373均安装在第二安装板376上，第二安装板376与第四移动导轨374滑
动连接；

[0102] 其中，所述第五水平方向与所述第三水平方向不同，所述第六水平方向与所述第四水平方向不同，第二电机373驱动第二移动部件372沿第二移动轨道371移动时，可带动第
二安装板376和第二光源375沿第四移动导轨374移动。

[0103] 即进一步地，如图4所示，还可在顶端中层结构36的下层设置顶端下层结构37，并在顶端下层结构37中增设与顶端中层结构36可调方向不同的打光模块，如图6所示，顶端下
层结构37包括第二移动轨道371、与第二移动轨道371配套的第二移动部件372、第二电机
373、第四移动导轨374、第二光源375和第二安装板376，其中，第二移动轨道371可以水平设
置在顶端下层结构37的框架外侧，第二移动部件372则与第二移动轨道371滑动连接，第二
电机373则与第二移动部件372连接，用于提供驱动力，即第二移动部件372可在第二电机
373驱动作用下沿第二移动轨道371移动；第二光源375可沿另一水平方向设置，例如，第二
光源375与第二移动轨道371的设置方向垂直，且第二光源375和第二电机373均安装在第二
安装板376上，第四移动导轨374可与第二移动轨道371平行设置在框架外侧，用作第二光源
375的滑动轨道，从而第二电机373在驱动第二移动部件372沿第二移动轨道371移动时，可
带动第二安装板376上的第二光源375沿第四移动导轨374移动。也即顶端下层结构37与顶
端中层结构36基本类似，只是光源设置方向和可调方向不同。

[0104] 其中，第二移动轨道371所设置的第五水平方向与第一移动轨道361所设置的第三水平方向不同，第二光源375所设置的第六水平方向与第一光源365所设置的第四水平方向
不同，具体地，所述第五水平方向与所述第三水平方向可以相互垂直，所述第六水平方向与
所述第四水平方向可以相互垂直，使得第一光源365和第二光源375可以分别前后移动和左
右移动，从而能够实现从多个方向调整光源照射角度，提高光源调节的灵活性，以及获得更
好的打光效果。

[0105] 需说明的是，顶端下层结构37上沿第六水平方向设置的第二光源375也可以是成对设置，相应地，第二移动部件372、第二电机373、第四移动导轨374和第二安装板376也是
成对设置，如图6所示，顶端下层结构37上可以设置有两套可左右移动的光源结构，以提供
较为均匀的打光效果。

[0106] 其中，所述控制器件可通过获取待测样品40的尺寸信息，计算出第一光源365和第二光源375的移动参数，并对应提供给第一电机363和第二电机373，第一电机363和第二电
机373均可接受所述控制器件的控制，分别按照所述控制器件提供的移动参数驱动第一移
动部件362和第二移动部件372移动，进而带动第一光源365和第二光源375移动至合适位
置。

[0107] 这样，通过多方位的调整光源位置，可保证提供更为均匀和更好的打光效果，在提供稳定光源环境的同时，能更适用于不同尺寸的待测样品的图像采集。

[0108] 可选的，目标移动轨道为齿条，目标移动部件为齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合连接；

[0109] 其中，所述目标移动轨道为第一移动轨道361，所述目标移动部件为第一移动部件362；或者，所述目标移动轨道为第二移动轨道371，所述目标移动部件为第二移动部件372。

[0110] 即一种实施方式中，第一移动轨道361和第一移动部件362分别为啮合连接的齿条和齿轮，第二移动轨道371和第二移动部件372也可以分别为啮合连接的齿条和齿轮，齿轮
可在电机的驱动下沿齿条传动。

[0111] 这样，由于齿条和齿轮所组成的传动结构简单可靠，且占用体积小，从而可保证通过简单的传动结构即可实现光源的移动。

[0112] 下面以连铸坯低倍缺陷检测为例，从功能上对图像采集装置进行模块划分和说明，请参见图1至图6，图像采集装置包括焦平面调节模块、自动打光模块和视觉成像模块，
通过焦平面调节模块实现相机前后、左右、上下三个方向的位置调节，保证连铸坯处于拍摄
视野的正中间，且连铸坯的检测面处于相机焦平面上；通过自动打光模块实现四条线光源
相互独立地前后、左右移动，最终保证照射面处于连铸坯所在位置；最终通过视觉成像模
块，生成清晰的图像，以便于后续分析处理。

[0113] 其中，焦平面调节模块包括底座部件、立柱部件和顶端部件。底座部件主要作为整套图像采集系统的载体支撑及自动化控制元器件布置的电柜箱，包括电柜箱门、前后移动
模组、前后移动直线导轨和电柜箱，连铸坯放置在底座部件台面上。立柱部件主要作为顶端
部件的支撑框架，主要由立柱框架、安全警示灯和左右移动直线导轨组成。顶端部件作为系
统的核心，包括顶端框架、上下移动模组安装座、上下移动模组、激光位移传感器安装座、激
光位移传感器、左右移动模组、顶端中层结构和顶端下层结构。根据算法处理结果，得出相
机前后、左右移动值，并反馈给控制系统，控制系统控制前后移动模组和左右移动模组驱动
立柱部件和顶端部件移动对应的距离。移动过程以前后移动直线导轨、左右移动直线导轨
作为导向，从而保证了安装在顶端部件上的工业相机平稳、精度地到达算法计算要求位置，
使连铸坯处于视野的正中间。通过激光位移传感器实时测量到连铸坯的距离，并反馈给控
制系统，控制系统将测量值与预设值作对比，得出上下移动模组移动值。然后控制相机到达
预设高度，从而保证了连铸坯检测面处于相机景深范围内。如此，焦平面调节模块使得连铸
坯处于拍摄视野的正中间，且连铸坯的检测面处于相机焦平面上，保证了图片清晰度的同
时解决了相机畸变问题。

[0114] 自动打光模块包括光源前后移动齿条、光源前后移动齿轮、前后移动光源、光源前后移动导轨、光源前后移动电机、光源左右移动齿条、光源左右移动齿轮、光源左右移动导
轨、左右移动光源和光源左右移动电机。对于不同规格的连铸坯，可通过轮廓检测确定试样
尺寸，并转换成光源前后、左右移动值，发送给控制系统。控制系统控制光源前后移动电机、
光源左右移动电机，通过齿轮齿条传动，两两成对的光源前后移动导轨、光源左右移动导轨
导向，来驱动前后移动光源与左右移动光源移动到合适位置。通过光源移动来改变发光面，
提供稳定光源环境的同时可以适用于不同尺寸试样的图像采集。

[0115] 视觉成像模块包括工业相机、镜头、前后移动光源和左右移动光源，该模块架设四根条形光照射，光线经连铸坯表面反射进入到镜头，然后镜头折射到工业相机的感光传感
器上，实现光信号到电信号的转换，最后电信号经过模数转换器转换至数字信号，并传递给
图像处理器，得到图像。

[0116] 这样，本发明实施例针对连铸坯高度和尺寸变化的特点，提出了焦平面调节模块和自动打光模块。通过焦平面调节模块来控制相机在垂直连铸坯方向上进行移动，使得连
铸坯上表面处于相机焦平面上，从而保证了采集图像的清晰度，解决了因连铸坯高度变化
导致的相机无法聚焦问题。其次，焦平面调节模块利用前后、左右移动模组，控制相机移动，
保证连铸坯位于视野的正中央，避免了边缘畸变现象的发生，所以能很好应对连铸坯采样
过程中尺寸变化范围过大或工人放置偏差所带来的挑战。自动打光装置以前后、左右移动
导轨为导向，驱动光源到达指定位置，以适应当试样的尺寸，凸显试样表面的缺陷特征，从
而解决了连铸坯尺寸变化问题。

[0117] 本发明实施例中的图像采集装置包括：底座部件，所述底座部件包括电柜箱和水平设置在所述电柜箱上表面的第一移动模组和第一移动导轨，所述电柜箱中设置有控制器
件；立柱部件，所述立柱部件包括立柱框架，所述立柱框架的两个支脚中的第一支脚与所述
第一移动模组滑动连接，所述两个支脚中的第二支脚与所述第一移动导轨滑动连接，所述
第一移动模组用于驱动所述立柱部件沿第一水平方向移动；顶端部件，所述顶端部件包括
安装在所述立柱部件上的顶端框架和设置在所述顶端框架上的拍摄模块，所述拍摄模块用
于对放置在所述底座部件上的待测样品进行拍摄。这样，可通过控制第一移动模组水平移
动，来带动立柱部件水平移动，进而带动顶端部件水平移动，使得拍摄模块能够适应待测样
品位置变化，调整拍摄角度，进而能够提高对待测试样的图像拍摄质量。

[0118] 参见图7，图7是本发明实施例提供的图像采集方法的流程图，该方法应用于图1所示实施例中的图像采集装置，所述图像采集装置的底座部件上放置有待测样品如图7所示，
包括以下步骤：

[0119] 步骤701、通过所述图像采集装置的顶端部件上的拍摄模块获取所述待测样品的第一位置。

[0120] 本发明实施例中，可以预先将待测样品如连铸坯放置于载物平台即底座部件上，并可在顶端部件上架设一台高分辨率工业相机，使其视野范围能够覆盖整个载物平台。在
需要对待测样品进行图像采集以进行缺陷检测时，可以结合图像处理方法来实时感知目
标，并记录当前时刻目标位置，也即可以通过采集的包含待测样品的图像，并采用目标检测
算法计算出待测样品的位置信息。

[0121] 在获取待测样品的位置时，可以采用一种基于帧间背景重建的定位策略来实现。考虑到因相机运动导致视野内光照强度不断变化，如果依旧利用初始背景模型，将造成位
置估计偏差，所以通过相邻帧构建变换矩阵，并更新背景模型，保证背景随着光照环境变换
而不断调整，确保位置估计的准确性。

[0122] 也就是说，所述步骤701可包括：

[0123] 通过所述拍摄模块采集所述待测样品的当前帧图像；

[0124] 构建所述当前帧图像与预先采集的所述待测样品的上一帧图像之间的变换矩阵；

[0125] 利用所述变换矩阵更新背景图像，所述背景图像为预先采集的未放置有所述待测样品的图像；

[0126] 将所述当前帧图像与更新后的背景图像相减，得到背景差分图像；

[0127] 将所述背景差分图像中待测样品图像特征所在的位置确定为所述待测样品的第一位置。

[0128] 即可以先读取工业相机采集的待测样品的当前帧图像，并利用前一帧图像构建变换矩阵，再利用变换矩阵来更新原始背景图像，以保证背景能够随着光照环境变换而适应
调整，通过将当前帧图像与更新后的背景图像进行减法运算（具体为各像素点的像素值相
减），可获得背景差分图像，最后可通过确定所述背景差分图像中的待测样品图像特征所在
位置，得到待测样品的第一位置，具体地，可以是基于设定阈值，将背景差分图像中的像素
点与设定阈值进行逐个比较，确定出大于阈值的目标像素点，紧接着利用连通域性分析即
可确定目标区域，也即待测样品图像特征所在区域，进而可确定该区域的位置。

[0129] 这样，通过相邻帧构建变换矩阵，并更新背景模型，可保证背景随着光照环境变换而不断调整，进而可确保位置估计的准确性。

[0130] 步骤702、根据所述第一位置，确定所述底座部件上的第一移动模组的第一移动参数。

[0131] 步骤703、控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方。

[0132] 该步骤中，可基于上一步骤所确定的第一位置，确定底座部件上的第一移动模组的第一移动参数，也即位移量，如向前或前后移动多少距离，具体可以通过所述第一位置，
确定待测样品相对相机也即拍摄模块的拍摄中心的距离偏差，来确定第一移动参数，且可
以通过实时获取目标位置不断更新第一移动模组位移量，最终保证相机靠近或到达待测样
品的中垂线上，从而避免待测样品图像畸变问题的发生。

[0133] 更具体地，可通过变换坐标系，将图像中目标坐标（待测样品在图像中的坐标）变换到世界坐标系中，然后可根据该坐标值，控制第一移动模组驱动立柱部件和顶端部件的
移动，使得工业相机平稳到达目标的上方，从而可解决因试样尺寸变换范围过大或工人放
置偏差导致的边缘畸变问题。

[0134] 可选的，所述图像采集装置的立柱部件还包括设置在所述立柱框架顶部的第二移动导轨；所述顶端部件还包括水平设置在所述顶端框架上的第二移动模组，所述第二移动
模组与所述第二移动导轨滑动连接，所述第二移动模组用于驱动所述顶端部件沿第二水平
方向移动；其中，所述第一水平方向所述第二水平方向不同；

[0135] 所述步骤702包括：

[0136] 根据所述第一位置，确定所述第一移动模组的第一移动参数，以及确定所述第二移动模组的第二移动参数；

[0137] 所述步骤703包括：

[0138] 控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以及控制所述第二移动模组按照所述第二移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方。

[0139] 即在图像采集装置还可向另一水平方向调整相机位置的情况下，可以根据获得的待测样品的第一位置，确定第一移动模组的第一移动参数，以及所述第二移动模组的第二
移动参数，并分别控制第一移动模组按照第一移动参数移动，以及控制第二移动模组按照
第二移动参数移动，以使相机能够到达待测样品的正上方，例如，可在第一移动模组的驱动
前后调整位置，在第二移动模组的驱动左右调整位置，最终到达正对待测样品的位置。需说
明的是，在任一移动模组的第一移动参数为0的情况下，可以无需控制该移动模组移动。

[0140] 这样，通过根据待测样品的坐标值，控制两个移动模组分别沿不同水平方向移动，使得工业相机平稳到达目标的正上方，从而可解决因试样尺寸变换范围过大或工人放置偏
差导致的边缘畸变问题，进一步提升图像采集效果。

[0141] 步骤704、通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集。

[0142] 在调节好相机的位置后，可以通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集，以得到清晰的亮度合适的样品图像，用于对待测样品的缺陷检测分析。

[0143] 具体地，待测样品可反射光线，经过工业相机的镜头折射到感光传感器上产生模拟的电流信号，此信号经过模拟转换器转换至数字信号，然后传递到图像处理器，得到图
像，随后通过相机通信接口，传入计算机中，以方便后续进行缺陷检测。

[0144] 可选的，所述顶端部件还包括垂直设置在所述顶端框架上的移动模组安装座、安装在所述移动模组安装座上的第三移动模组和设置在所述顶端框架上的激光位移传感器，
所述激光位移传感器用于对所述待测样品进行测距；所述拍摄模块设置在所述第三移动模
组上，所述第三移动模组用于驱动所述拍摄模块沿垂直方向移动；

[0145] 所述步骤704之前，所述方法还包括：

[0146] 通过所述激光位移传感器获取所述拍摄模块距所述待测样品的距离；

[0147] 在所述距离与预设高度值不一致的情况下，根据所述距离与预设高度值的差值，控制所述第三移动模组移动，直至所述拍摄模块与所述待测样品的距离等于所述预设高度
值。

[0148] 即在图像采集装置还可沿垂直方向调整相机高度的情况下，还可在进行图像采集前，利用激光测距仪也即激光位移传感器获取相机到待测样品的距离，并可将该距离与预
设高度值比较，在二者不一致的情况下，可以通过上下移动模组也即第三移动模组控制相
机到达预设高度，使得待测样品在相机的焦平面上。

[0149] 这样，在面对待测样品如连铸坯试样高度变化所带来的挑战时，通过该实时方式可始终保证相机聚焦于试样表面，从而保证了所采图像的清晰度。

[0150] 可选的，所述顶端部件还包括位于所述顶端框架下层的顶端中层结构；所述顶端中层结构包括沿第三水平方向设置的第一移动轨道、与所述第一移动轨道滑动连接的第一
移动部件、与所述第一移动部件连接的第一电机、沿所述第三水平方向设置的第三移动导
轨、沿第四水平方向设置的第一光源和第一安装板，所述第一光源和所述第一电机均安装
在所述第一安装板上，所述第一安装板与所述第三移动导轨滑动连接；其中，所述第一电机
驱动所述第一移动部件沿所述第一移动轨道移动时，可带动所述第一安装板和所述第一光
源沿所述第三移动导轨移动；

[0151] 所述步骤703之后，所述步骤704之前，所述方法还包括：

[0152] 通过所述拍摄模块采集所述待测样品的预览图像；

[0153] 基于所述待测样品图像，确定所述待测样品的尺寸；

[0154] 根据所述尺寸确定所述第一移动部件的第三移动参数；

[0155] 控制所述第一电机驱动所述第一移动部件按照所述第三移动参数移动，以使所述第一光源到达第一目标位置。

[0156] 即在图像采集装置还可调整光源的打光位置的情况下，还可在调整好相机位置后，在进行图像采集前，对光源的位置进行适应调整。具体地，可先采集当前视野画面，也即
采集当前待测样品的预览图像，利用轮廓提取算法来确定待测样品的尺寸，将该尺寸转换
成光源的移动值，例如，可根据预先建立的尺寸与光源位移的查阅表获得光源位移量，该位
移量作为打光模块最重要的参数，将直接发送到控制系统；然后可通过第一电机带动第一
移动部件如齿轮的运动，并以第三移动导轨为导向，驱动第一光源到达合适位置，使得发光
面能够适应不同尺寸的待测样品，并克服了外界光源的干扰，为图像采集提供了稳定的光
照环境。

[0157] 需说明的是，在顶端部件还包括顶端下层结构也即可调整另一组光源位置的情况下，可采用类似的方式调整第二光源的位置，例如，第一光源和第二光源分别为前后光源和
左右光源，可根据待测样品的尺寸获得光源位移量，然后通过电机带动移动部件的运动，并
分别以前后移动导轨和左右移动导轨为导向，驱动光源到达合适位置，使得发光面能够更
加适应不同尺寸的待测样品，为图像采集提供更为稳定的光照环境。

[0158] 本发明实施例的图像采集方法，通过图像采集装置的顶端部件上的拍摄模块获取待测样品的第一位置；根据所述第一位置，确定底座部件上的第一移动模组的第一移动参
数；控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测
样品的上方；通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集。这样，通过基于待测样品的
位置，控制第一移动模组水平移动，可带动立柱部件水平移动，进而带动顶端部件水平移
动，使得拍摄模块能够适应待测样品位置变化，调整拍摄角度，进而能够提高对待测试样的
图像拍摄质量。

[0159] 本发明实施例还提供了一种图像采集设备。由于图像采集设备解决问题的原理与本发明实施例中图像采集方法相似，因此该图像采集设备的实施可以参见方法的实施，重
复之处不再赘述，图像采集设备包括图像采集装置，所述图像采集装置的底座部件上放置
有待测样品。

[0160] 如图8所示，本发明实施例的图像采集设备还包括：

[0161] 处理器800，用于读取存储器820中的程序，执行下列过程：

[0162] 通过所述图像采集装置的顶端部件上的拍摄模块获取所述待测样品的第一位置；

[0163] 根据所述第一位置，确定所述底座部件上的第一移动模组的第一移动参数；

[0164] 控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方；

[0165] 通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集。

[0166] 其中，在图8中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器800代表的一个或多个处理器和存储器820代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还
可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都
是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。处理器800负
责管理总线架构和通常的处理，存储器820可以存储处理器800在执行操作时所使用的数
据。

[0167] 可选的，处理器800还用于读取存储器820中的程序，执行如下步骤：

[0168] 通过所述拍摄模块采集所述待测样品的当前帧图像；

[0169] 构建所述当前帧图像与预先采集的所述待测样品的上一帧图像之间的变换矩阵；

[0170] 利用所述变换矩阵更新背景图像，所述背景图像为预先采集的未放置有所述待测样品的图像；

[0171] 将所述当前帧图像与更新后的背景图像相减，得到背景差分图像；

[0172] 将所述背景差分图像中待测样品图像特征所在的位置确定为所述待测样品的第一位置。

[0173] 可选的，所述图像采集装置的立柱部件还包括设置在所述立柱框架顶部的第二移动导轨；所述顶端部件还包括水平设置在所述顶端框架上的第二移动模组，所述第二移动
模组与所述第二移动导轨滑动连接，所述第二移动模组用于驱动所述顶端部件沿第二水平
方向移动；其中，所述第一水平方向所述第二水平方向不同；

[0174] 所述根据所述第一位置，确定所述底座部件上的第一移动模组的第一移动参数，包括：

[0175] 根据所述第一位置，确定所述第一移动模组的第一移动参数，以及确定所述第二移动模组的第二移动参数；

[0176] 处理器800还用于读取存储器820中的程序，执行如下步骤：

[0177] 控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以及控制所述第二移动模组按照所述第二移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方。

[0178] 可选的，所述顶端部件还包括垂直设置在所述顶端框架上的移动模组安装座、安装在所述移动模组安装座上的第三移动模组和设置在所述顶端框架上的激光位移传感器，
所述激光位移传感器用于对所述待测样品进行测距；所述拍摄模块设置在所述第三移动模
组上，所述第三移动模组用于驱动所述拍摄模块沿垂直方向移动；

[0179] 处理器800还用于读取存储器820中的程序，执行如下步骤：

[0180] 通过所述激光位移传感器获取所述拍摄模块距所述待测样品的距离；

[0181] 在所述距离与预设高度值不一致的情况下，根据所述距离与预设高度值的差值，控制所述第三移动模组移动，直至所述拍摄模块与所述待测样品的距离等于所述预设高度
值。

[0182] 可选的，所述顶端部件还包括位于所述顶端框架下层的顶端中层结构；所述顶端中层结构包括沿第三水平方向设置的第一移动轨道、与所述第一移动轨道滑动连接的第一
移动部件、与所述第一移动部件连接的第一电机、沿所述第三水平方向设置的第三移动导
轨、沿第四水平方向设置的第一光源和第一安装板，所述第一光源和所述第一电机均安装
在所述第一安装板上，所述第一安装板与所述第三移动导轨滑动连接；其中，所述第一电机
驱动所述第一移动部件沿所述第一移动轨道移动时，可带动所述第一安装板和所述第一光
源沿所述第三移动导轨移动；

[0183] 处理器800还用于读取存储器820中的程序，执行如下步骤：

[0184] 通过所述拍摄模块采集所述待测样品的预览图像；

[0185] 基于所述预览图像，确定所述待测样品的尺寸；

[0186] 根据所述尺寸确定所述第一移动部件的第三移动参数；

[0187] 控制所述第一电机驱动所述第一移动部件按照所述第三移动参数移动，以使所述第一光源到达第一目标位置。

[0188] 本发明实施例提供的图像采集设备，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。

[0189] 此外，本发明实施例的计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行实现以下步骤：

[0190] 通过图像采集装置的顶端部件上的拍摄模块获取所述待测样品的第一位置，其中，所述图像采集装置的底座部件上放置有待测样品；

[0191] 根据所述第一位置，确定所述底座部件上的第一移动模组的第一移动参数；

[0192] 控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方；

[0193] 通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集。

[0194] 可选的，所述通过所述图像采集装置的顶端部件上的拍摄模块获取所述待测样品的第一位置，包括：

[0195] 通过所述拍摄模块采集所述待测样品的当前帧图像；

[0196] 构建所述当前帧图像与预先采集的所述待测样品的上一帧图像之间的变换矩阵；

[0197] 利用所述变换矩阵更新背景图像，所述背景图像为预先采集的未放置有所述待测样品的图像；

[0198] 将所述当前帧图像与更新后的背景图像相减，得到背景差分图像；

[0199] 将所述背景差分图像中待测样品图像特征所在的位置确定为所述待测样品的第一位置。

[0200] 可选的，所述图像采集装置的立柱部件还包括设置在所述立柱框架顶部的第二移动导轨；所述顶端部件还包括水平设置在所述顶端框架上的第二移动模组，所述第二移动
模组与所述第二移动导轨滑动连接，所述第二移动模组用于驱动所述顶端部件沿第二水平
方向移动；其中，所述第一水平方向所述第二水平方向不同；

[0201] 所述根据所述第一位置，确定所述底座部件上的第一移动模组的第一移动参数，包括：

[0202] 根据所述第一位置，确定所述第一移动模组的第一移动参数，以及确定所述第二移动模组的第二移动参数；

[0203] 所述控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方，包括：

[0204] 控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以及控制所述第二移动模组按照所述第二移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方。

[0205] 可选的，所述顶端部件还包括垂直设置在所述顶端框架上的移动模组安装座、安装在所述移动模组安装座上的第三移动模组和设置在所述顶端框架上的激光位移传感器，
所述激光位移传感器用于对所述待测样品进行测距；所述拍摄模块设置在所述第三移动模
组上，所述第三移动模组用于驱动所述拍摄模块沿垂直方向移动；

[0206] 所述通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集之前，所述方法还包括：

[0207] 通过所述激光位移传感器获取所述拍摄模块距所述待测样品的距离；

[0208] 在所述距离与预设高度值不一致的情况下，根据所述距离与预设高度值的差值，控制所述第三移动模组移动，直至所述拍摄模块与所述待测样品的距离等于所述预设高度
值。

[0209] 可选的，所述顶端部件还包括位于所述顶端框架下层的顶端中层结构；所述顶端中层结构包括沿第三水平方向设置的第一移动轨道、与所述第一移动轨道滑动连接的第一
移动部件、与所述第一移动部件连接的第一电机、沿所述第三水平方向设置的第三移动导
轨、沿第四水平方向设置的第一光源和第一安装板，所述第一光源和所述第一电机均安装
在所述第一安装板上，所述第一安装板与所述第三移动导轨滑动连接；其中，所述第一电机
驱动所述第一移动部件沿所述第一移动轨道移动时，可带动所述第一安装板和所述第一光
源沿所述第三移动导轨移动；

[0210] 所述控制所述第一移动模组按照所述第一移动参数移动，以使所述拍摄模块到达所述待测样品的上方之后，所述通过所述拍摄模块对所述待测样品进行图像采集之前，所
述方法还包括：

[0211] 通过所述拍摄模块采集所述待测样品的预览图像；

[0212] 基于所述预览图像，确定所述待测样品的尺寸；

[0213] 根据所述尺寸确定所述第一移动部件的第三移动参数；

[0214] 控制所述第一电机驱动所述第一移动部件按照所述第三移动参数移动，以使所述第一光源到达第一目标位置。

[0215] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅
为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合
或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相
互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信
连接，可以是电性，机械或其它的形式。

[0216] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单
元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

[0217] 上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机
设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述收发方法
的部分步骤。而前述的存储介质包括：U 盘、移动硬盘、只读存储器（Read‑Only Memory，
ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序
代码的介质。

[0218] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也
应视为本发明的保护范围。