本实用新型涉及工业机器人技术领域，特别是涉及基于图像处理的工业机器人安全监测装置。
背景技术：
基于图像处理的工业机器人安全监测装置是机器视觉产品，机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分cmos和ccd两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。分析结果输出至图像界面，或通过电传单元（plc等）传递给机械单元执行相应操作，如剔除、报警等，或通过机械臂执行分拣、抓举等动作。
在图像信号传送给图像处理系统的过程中，相机通常会受到光源亮度、对比度的影响，使图像信号在传输过程中存在较大的信号噪声，影响图像处理效果，现有的图像处理传感装置为了提高降低信号噪声的影响，通常的做法是进行简单的放大滤波，虽然能降低一定的噪声干扰，但是在处理速度上和处理效果上仍然有待提升。
所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。
技术实现要素：
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供基于图像处理的工业机器人安全监测装置。
其解决的技术方案是：基于图像处理的工业机器人安全监测装置，包括图像采集器和图像处理模块，所述图像处理模块包括输入滤波电路、信号放大多路调节电路和稳定输出电路，所述输入滤波电路的输入端连接图像采集器的信号输出端，输入滤波电路的输出端连接信号放大多路调节电路的输入端，信号放大多路调节电路的输出端连接稳定输出电路的输入端，稳定输出电路的输出端连接视觉处理器；所述信号放大多路调节电路包括运放器u1，运放器u1的反相输入端连接输入滤波电路的输出端，运放器u1的输出端连接电阻r5、r6、电容c6的一端，并通过电容c3连接运放器u1的同相输入端，电阻r5的另一端接地，电阻r6的另一端连接三极管vt1的基极，三极管vt1的集电极连接电阻r7、电容c7、电感l2的一端，电阻r7的另一端连接电容c4、c5的一端和 12v电源，电容c4、c5的另一端接地，三极管vt1的发射极连接电容c7、电感l2的另一端和电阻r8、电容c8的一端，电容c8的另一端接地，电阻r8的另一端连接电阻r9、电容c9的一端和运放器u2的同相输入端，电阻r9、电容c9的另一端接地，运放器u2的反相输入端连接运放器u2的输出端、电容c6的另一端，运放器u2的输出端通过电阻r4连接运放器u1的同相输入端。
优选的，所述输入滤波电路包括电阻r1，电阻r1的一端连接图像采集器的信号输出端，电阻r1的另一端连接电阻r2、电感l1的一端，电阻r2的另一端连接电容c2的一端和运放器u1的反相输入端，电容c2的另一端连接电阻r3的一端，电阻r3的另一端连接电感l1的另一端，并通过电容c1接地。
优选的，所述稳定输出电路包括运放器u3，运放器u3的反相输入端连接电容c9的一端，运放器u3的同相输入端连接运放器u3的输出端和电阻r11的一端，电阻r11的另一端连接电容c10的一端和视觉处理器的输入端口。
通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为:
1.本实用新型中图像采集器将待检测目标转换成图像信号，并传送到图像处理模块进行处理，其中图像处理模块中输入滤波电路初步对图像采集器输出的图像信号进行lc低通滤波，降低图像信号中的高频噪声干扰，然后送入信号放大多路调节电路进行处理，极大地提高了噪声滤除效果和处理效率；
2.信号放大多路调节电路中运放器u1首先对输入滤波电路的输出信号进行放大，运放器u1放大后的信号分两路输出，一路送入电容c6中进行稳定处理，另一路送入三极管vt1中进行再次放大处理，提高信号的处理效率；三极管vt1在信号放大过程中，lc滤波电路对三极管vt1的放大信号进行滤波，从而保证三极管vt1的输出信号的精确度和稳定性，进一步降低了噪声干扰；
3.经电容c6处理后的信号同运放器u2的输出信号进行叠加，一同反馈到运放器u1的同相输入端，从而使运放器u1的两个输入端处于差模输入状态，在很大程度上抑制了信号干扰。
附图说明
图1是本实用新型的系统模块图。
图2是本实用新型图像处理模块的电路原理图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
基于图像处理的工业机器人安全监测装置，包括图像采集器和图像处理模块，图像处理模块包括输入滤波电路、信号放大多路调节电路和稳定输出电路，输入滤波电路的输入端连接图像采集器的信号输出端，输入滤波电路的输出端连接信号放大多路调节电路的输入端，信号放大多路调节电路的输出端连接稳定输出电路的输入端，稳定输出电路的输出端连接视觉处理器。
图像采集器的输出信号首先送入输入滤波电路中进行滤波处理，输入滤波电路包括电阻r1，电阻r1的一端连接图像采集器的信号输出端，电阻r1的另一端连接电阻r2、电感l1的一端，电阻r2的另一端连接电容c2的一端和运放器u1的反相输入端，电容c2的另一端连接电阻r3的一端，电阻r3的另一端连接电感l1的另一端，并通过电容c1接地。其中电感l1、电容c1、c2、电阻r2、r3形成lc滤波电路，初步对图像采集器输出的图像信号进行lc低通滤波，降低图像信号中的高频噪声干扰。
为了进一步提高噪声滤除效果和处理效率，输入滤波电路的输出信号送入信号放大多路调节电路进行处理。信号放大多路调节电路包括运放器u1，运放器u1的反相输入端连接输入滤波电路的输出端，运放器u1的输出端连接电阻r5、r6、电容c6的一端，并通过电容c3连接运放器u1的同相输入端，电阻r5的另一端接地，电阻r6的另一端连接三极管vt1的基极，三极管vt1的集电极连接电阻r7、电容c7、电感l2的一端，电阻r7的另一端连接电容c4、c5的一端和 12v电源，电容c4、c5的另一端接地，三极管vt1的发射极连接电容c7、电感l2的另一端和电阻r8、电容c8的一端，电容c8的另一端接地，电阻r8的另一端连接电阻r9、电容c9的一端和运放器u2的同相输入端，电阻r9、电容c9的另一端接地，运放器u2的反相输入端连接运放器u2的输出端、电容c6的另一端，运放器u2的输出端通过电阻r4连接运放器u1的同相输入端。
运放器u1首先对输入滤波电路的输出信号进行放大，电容c3在运放器u1的放大过程中起到信号补偿的作用，避免放大过程中信号出现中断。运放器u1放大后的信号分两路输出，一路送入电容c6中进行稳定处理，另一路送入三极管vt1中进行再次放大处理，目的是为了提高信号的处理效率。三极管vt1在信号放大过程中，电感l1、电容c7、c8形成lc滤波电路对三极管vt1的放大信号进行滤波，电容c4、c5在 12v电源供电端起到稳定的作用，从而保证三极管vt1的输出信号的精确度和稳定性，进一步降低了噪声干扰。电阻r8、电阻r9利用分压原理对三极管vt1的放大信号进行分压处理，并将一部分信号送入运放器u2中进行跟随放大，经电容c6处理后的信号同运放器u2的输出信号进行叠加，一同反馈到运放器u1的同相输入端，从而使运放器u1的两个输入端处于差模输入状态，在很大程度上抑制了信号干扰。
稳定输出电路中运放器u3对信号放大多路调节电路的输出信号进行隔离输出，避免前级电路对信号输出的干扰，运放器u3的反相输入端连接电容c9的一端，运放器u3的同相输入端连接运放器u3的输出端和电阻r11的一端，电阻r11的另一端连接电容c10的一端，其中电阻r11、电容c10形成rc滤波对运放器u3的输出信号处理后送入视觉处理器的输入端口。
本实用新型在具体使用时，图像采集器选用现有的工业摄像机图像采集模块，工业摄像机图像采集模块将待检测目标转换成图像信号，并传送到图像处理模块进行处理，其中图像处理模块中输入滤波电路初步对图像采集器输出的图像信号进行lc低通滤波，降低图像信号中的高频噪声干扰，然后送入信号放大多路调节电路进行处理，极大地提高了噪声滤除效果和处理效率，最后由稳定输出电路进行隔离输出给视觉处理器。视觉处理器为图像处理进行分析处理，包括图像增强与校正、图像分割、特征提取、图像识别与理解等方面。输出目标的质量判断、规格测量等分析结果。分析结果输出至图像界面，或通过电传单元传递给机械单元执行相应操作，如剔除、报警等，或通过机械臂执行分拣、抓举等动作，视觉处理器的分析处理技术为成熟的现有技术。
以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。
1.基于图像处理的工业机器人安全监测装置，包括图像采集器和图像处理模块，其特征在于：所述图像处理模块包括输入滤波电路、信号放大多路调节电路和稳定输出电路，所述输入滤波电路的输入端连接图像采集器的信号输出端，输入滤波电路的输出端连接信号放大多路调节电路的输入端，信号放大多路调节电路的输出端连接稳定输出电路的输入端，稳定输出电路的输出端连接视觉处理器；
所述信号放大多路调节电路包括运放器u1，运放器u1的反相输入端连接输入滤波电路的输出端，运放器u1的输出端连接电阻r5、r6、电容c6的一端，并通过电容c3连接运放器u1的同相输入端，电阻r5的另一端接地，电阻r6的另一端连接三极管vt1的基极，三极管vt1的集电极连接电阻r7、电容c7、电感l2的一端，电阻r7的另一端连接电容c4、c5的一端和 12v电源，电容c4、c5的另一端接地，三极管vt1的发射极连接电容c7、电感l2的另一端和电阻r8、电容c8的一端，电容c8的另一端接地，电阻r8的另一端连接电阻r9、电容c9的一端和运放器u2的同相输入端，电阻r9、电容c9的另一端接地，运放器u2的反相输入端连接运放器u2的输出端、电容c6的另一端，运放器u2的输出端通过电阻r4连接运放器u1的同相输入端。
2.如权利要求1所述基于图像处理的工业机器人安全监测装置，其特征在于：所述输入滤波电路包括电阻r1，电阻r1的一端连接图像采集器的信号输出端，电阻r1的另一端连接电阻r2、电感l1的一端，电阻r2的另一端连接电容c2的一端和运放器u1的反相输入端，电容c2的另一端连接电阻r3的一端，电阻r3的另一端连接电感l1的另一端，并通过电容c1接地。
3.如权利要求2所述基于图像处理的工业机器人安全监测装置，其特征在于：所述稳定输出电路包括运放器u3，运放器u3的反相输入端连接电容c9的一端，运放器u3的同相输入端连接运放器u3的输出端和电阻r11的一端，电阻r11的另一端连接电容c10的一端和视觉处理器的输入端口。
技术总结