一種視覺測量可視特徵設置裝置製造方法
2023-09-14 16:23:10
一種視覺測量可視特徵設置裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及視覺測量中特徵測量【技術領域】，具體公開了一種視覺測量可視特徵設置裝置。該裝置包括投射器和控制器，其中，投射器具體包括光源、反光鏡、投影物鏡組以及特徵模板，在投射器筒體結構的殼體左端設置有光源，並在光源的左側設置有反光鏡，在光源的右側依次設置有投影物鏡組和特徵模塊，控制器與投射器相連，並控制投射器中光源的閃光。該裝置利用平行光源通過光刻模板的方法製造特徵陣列，能夠提高單次投射特徵的數量，實現一次投射幾千至上萬個特徵；同時，光源採用積分瞬時曝光設計，通過壓縮時間的方式提高光源的瞬時功率，使用普通功率的光源便可獲得高亮度特徵，實現難度小，成熟度高；該裝置結構簡單，工作量小，效率高。
【專利說明】一種視覺測量可視特徵設置裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於視覺測量中特徵測量【技術領域】，具體涉及一種視覺測量可視特徵
設置裝置。
【背景技術】
[0002]視覺精密測量技術以其非接觸、速度快、精度高等優點，成為解決工業精密測量問題的主流方法之一，尤其面對大尺寸物體三維形貌測量問題更具優勢，目前已廣泛應用於航空航天、汽車製造、船舶製造、水利水電等大型設備製造領域。視覺精密測量中，通常採用人工方式在被測面上設置可視特徵，這是保證測量高精度、高效率和測量結果中三維點雲分布規律、可控的有效有段。
[0003]現有的設置視覺測量可視特徵的方法主要有在被測面上人工粘貼反光標誌和利用雷射器向被測面投射光學特徵兩種。可視特徵的形狀有圓形、一字線、十字線等多種方式，但現有視覺測量可視特徵設置方法在面對大尺寸(IOm)物體三維形貌測量時表現出一定局限性:a)人工粘貼反光標誌的方法完全依靠操作人員手工作業，工作量大，效率低。在測量尺寸範圍達10m、點間距50mm時,需要設置4萬個特徵標誌,工作量十分巨大。b)利用雷射器向被測面投射光學特徵的方法在面對大尺寸物體三維形貌測量時，通常有三種實現方法，一是採用多個雷射器組成雷射器陣列，此方法需要大量的雷射器，體積大、成本高，且每個雷射器需要機械結構實現投射方向的調整，小型化結構的設計具有相當難度；二是採用單個雷射器通過掃描的方式獲取多個可視特徵，雷射器完成一次掃描的過程中被測面不能發生改變，否則得到的三維點雲數據無法如實的反映被測形貌，因此，該方法僅適用於靜態測量，無法實現動態測量；三是利用一個雷射器結合二維光柵等光學傳輸結構投射出可視特徵陣列，該方法將一個雷射器的功率分成若干份，且光傳輸過程中會損失大量能量，對雷射器功率要求很高，由於雷射器的成本隨功率的提高迅速提高，因此該方法一般成本較高；另外，光學傳輸結構受光柵光刻技術的限制，對雷射分束的能力有限，能夠投射出的特徵陣列數量一般不超過IOX 10，遠遠不能滿足大尺寸物體三維形貌測量的需求。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在於提供一種視覺測量可視特徵設置裝置，可產生特徵陣列，滿足大尺寸物體三維形貌的測量時，特徵的快速高效設置問題。
[0005]本實用新型的技術方案如下:一種視覺測量可視特徵設置裝置，該裝置包括投射器和控制器，其中，投射器具體包括光源、反光鏡、投影物鏡組以及特徵模板，在投射器筒體結構的殼體左端設置有光源，並在光源的左側設置有反光鏡，在光源的右側依次設置有投影物鏡組和特徵模塊，控制器與投射器相連，並控制投射器中光源的閃光。
[0006]所述的投影物鏡組由光闌和若干片凸凹鏡組成，投影物鏡組可以將光源經過反光鏡反射的光源和光源直接發射的光源進行調整後，射出平行光。
[0007]所述的光源為類點光源，且光源發出的光波近似為球面波。[0008]所述的特徵模板為光刻的平板結構，經過平行光照射後可以投射出特徵陣列。
[0009]所述的控制器控制投射器的電源驅動和閃光觸發控制，並當控制器接收到外部輸A的曝光指令後，控制光源閃光。
[0010]所述的投影器整體支撐在三角架上。
[0011]本實用新型的顯著效果在於:本實用新型所述的一種視覺測量可視特徵設置裝置利用平行光源通過光刻模板的方法製造特徵陣列，由於目前光刻加工技術發展水平較高，在模板上製作幾千甚至上萬個特徵的技術成熟，能夠提高單次投射特徵的數量，實現一次投射幾千至上萬個特徵；同時，光源採用積分瞬時曝光設計，通過壓縮時間的方式提高光源的瞬時功率，使用普通功率的光源便可獲得高亮度特徵，實現難度小，成熟度高；該視覺測量可視特徵設置裝置結構簡單，工作量小，效率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型所述的一種視覺測量可視特徵設置裝置結構示意圖；
[0013]圖中:1、光源；2、反光鏡；3、投影物鏡組；4、光闌；5、特徵模板；6、控制器；7、三角架。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0015]如圖1所示，一種視覺測量可視特徵設置裝置，包括投射器和控制器6，其中，投射器具體包括光源1、反光鏡2、投影物鏡組3以及特徵模板5，在投射器筒體結構的殼體左端設置有光源1，並在光源I的左側設置有反光鏡2，可以將光源I向左發射的光能量反射至光源I右側的投影物鏡組3，其中，光源I採用類點光源，使光源I發出的光波近似成球面波；投影物鏡組3由光闌4和幾片凸凹鏡組成，使光源I發出進入投影物鏡組3的光調製成近似平行光；在投射器殼體最右側安裝有特徵模板5，使經過投影物鏡組3所形成的平行光照射特徵模板5後形成特徵陣列；投射器整體支撐在三角架7上，且投射器與控制器6連接，通過控制器6控制投射器的電源驅動和閃光觸發控制，並當控制器6接到外部輸入的曝光指令後，控制光源I閃光。
[0016]本實用新型所述的一種視覺測量可視特徵設置裝置的具體工作過程為:控制器6供電後進行能量積分，為瞬間閃光積蓄能量，並隨時準備接收外部輸入的控制信號；在控制器6接收外部輸入的控制信號後,控制器6控制投射器中的光源I進行一次閃光,光源I向左發出的光波經反射鏡2反射與右向光波一起進入投影物鏡組3，光波經過投影物鏡組3調整成平行光射出，平行光透射到光刻的特徵模板5後，經模板調製成特徵陣列後投射出去。
【權利要求】
1.一種視覺測量可視特徵設置裝置，其特徵在於:該裝置包括投射器和控制器(6)，其中，投射器具體包括光源(I)、反光鏡(2)、投影物鏡組(3)以及特徵模板(5)，在投射器筒體結構的殼體左端設置有光源(I )，並在光源(I)的左側設置有反光鏡(2)，在光源(I)的右側依次設置有投影物鏡組(3)和特徵模塊(5)，控制器(6)與投射器相連，並控制投射器中光源(I)的閃光。
2.根據權利要求1所述的一種視覺測量可視特徵設置裝置，其特徵在於:所述的投影物鏡組(3)由光闌(4)和若干片凸凹鏡組成，投影物鏡組(3)可以將光源(I)經過反光鏡(2)反射的光源和光源(I)直接發射的光源進行調整後，射出平行光。
3.根據權利要求1或2所述的一種視覺測量可視特徵設置裝置，其特徵在於:所述的光源(I)為類點光源，且光源(I)發出的光波近似為球面波。
4.根據權利要求1所述的一種視覺測量可視特徵設置裝置，其特徵在於:所述的特徵模板(5)為光刻的平板結構，經過平行光照射後可以投射出特徵陣列。
5.根據權利要求1所述的一種視覺測量可視特徵設置裝置，其特徵在於:所述的控制器(6)控制投射器的電源驅動和閃光觸發控制，並當控制器(6)接收到外部輸入的曝光指令後，控制光源(I)閃光。
6.根據權利要求1所述的一種視覺測量可視特徵設置裝置，其特徵在於:所述的投影器整體支撐在三角架(7 )上。
【文檔編號】G01B11/25GK203464910SQ201320524878
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年8月27日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】郭磊, 梁雅軍, 劉柯, 孫增玉, 宋金城, 陳曉暉 申請人:北京航天計量測試技術研究所, 中國運載火箭技術研究院