一種基於結構光多幅面三維測量儀裝置製造方法
2023-11-01 13:05:52
一種基於結構光多幅面三維測量儀裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基於結構光多幅面三維測量儀裝置，所述裝置包括測量儀底板、光柵投影儀和至少兩對三維調節裝置；所述三維調節裝置緊固在所述測量儀底板上部，對稱分布在所述測量儀底板的兩側，所述光柵投影儀緊固在所述測量儀底板下部；所述三維調節裝置包括水平轉塊和豎直轉塊，在對所述水平轉塊和豎直轉塊進行調節時均是以固定端的固件作為旋轉樞軸；所述豎直轉塊上有相機位。本實用新型具有方便調節攜帶，能實現多幅面掃描，測量精確優點。
【專利說明】—種基於結構光多幅面三維測量儀裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及三維測量領域，特別涉及一種基於結構光多幅面三維測量儀裝置。
【背景技術】
[0002]隨著現代工業製造水平的發展，產品零部件大量採用不規則複雜曲面，其設計、生產、檢測、試驗等環節需要進行大量的三維形貌檢測及數位化建模，急需快速、高效、準確、便攜的三維形貌測量技術和設備。
[0003]基於結構光法測量原理的三維形貌掃描設備，單次掃描幅面大小32mm?3m、抗幹擾能力強、受被測工件表面陰暗影響小，且能夠測量表面劇烈變化的工件。為了進一步提高掃描設備的效率和便攜性，國內外均研製出商業化的雙幅面三維掃描儀，但在幅面調節裝置的設計方面仍有待改進，要麼設計的結構較為複雜，要麼將相機直接裸漏在外，影響了設備的整體美觀性。
實用新型內容
[0004]針對現有技術中存在的缺陷，本實用新型提供一種基於結構光多幅面三維測量儀
>J-U ρ?α裝直。
[0005]一種基於結構光多幅面三維測量儀裝置，所述裝置包括測量儀底板、光柵投影儀、至少兩對三維調節裝置、測量儀外殼和相機鏡頭外殼；所述三維調節裝置緊固在所述測量儀底板上部，對稱分布在所述測量儀底板的兩側，所述光柵投影儀緊固在所述測量儀底板下部；所述三維調節裝置包括水平轉塊和豎直轉塊，其中:所述水平轉塊通過兩個固件與所述測量儀底板固定，其中一個固件通過一個圓孔固定，另一個固件通過圓弧形的槽孔固定；所述豎直轉塊通過四個固件與水平轉塊橫向固定，其中兩個固件通過圓孔固定，另外兩個固件通過圓弧形的槽孔固定；在對所述水平轉塊和豎直轉塊進行調節時均是以固定端的固件作為旋轉樞軸；所述豎直轉塊上有相機位；所述測量儀外殼分為測量儀外殼相機部分和測量儀外殼投影儀部分，分別緊固在所述測量儀底板的上部和下部；所述測量儀外殼大小以能夠避免相機鏡頭和光柵投影儀的鏡頭被碰觸為準；所述相機鏡頭外殼能夠遮擋相機鏡頭，所述相機鏡頭外殼與所述測量儀外殼相機部分以可拆卸連接方式連接。
[0006]本實用新型具有如下優點:
[0007]1、相機鏡頭外殼和測量儀外殼可拆卸，增加了相機鏡頭調節的便捷性；
[0008]2、採用獨特的三維調節裝置，增加了調節相機角度的靈活性；
[0009]3、測量儀底板上配置有多個對稱的相機位，增加了切換相機幅面的方便性；
[0010]4、採用磁鐵連接相機鏡頭外殼和測量儀外殼，增加了拆卸的方便性；
[0011]5、採用部分開口的相機鏡頭外殼，增加了切換不同幅面的相機的方便性；
[0012]6、採用相機鏡頭外殼和測量儀外殼封裝相機和光柵投影儀，避免了使用過程中誤操作和由於人為碰觸或運輸顛簸等原因，導致相機夾角發生變化而重新調整的麻煩，提高工作效率；
[0013]7、測量儀外殼有把手，方便攜帶。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型裝置的主要結構示意圖；
[0015]圖2是本實用新型三位調節裝置具體結構示意圖；
[0016]圖中，5為測量儀底板；6為水平轉塊與測量儀底板固定的內六角螺栓中的一個；7為水平轉塊；8為豎直轉塊與水平轉塊相固定的內六角螺栓中的一個；9為豎直轉塊；
[0017]圖3是本實用新型相機鏡頭外殼裝卸示意圖；
[0018]圖中，1為相機鏡頭外殼；2為測量儀外殼；3為投影儀孔；4為相機；
[0019]圖4是本實用新型相機鏡頭外殼互換示意圖。
【具體實施方式】
[0020]在一個基本的實施例中，本實用新型公開了如下技術方案:一種基於結構光多幅面三維測量儀裝置，所述裝置包括測量儀底板、光柵投影儀、至少兩對三維調節裝置、測量儀外殼和相機鏡頭外殼；所述三維調節裝置緊固在所述測量儀底板上部，對稱分布在所述測量儀底板的兩側，所述光柵投影儀緊固在所述測量儀底板下部；所述三維調節裝置包括水平轉塊和豎直轉塊，其中:所述水平轉塊通過兩個固件與所述測量儀底板固定，其中一個固件通過一個圓孔固定，另一個固件通過圓弧形的槽孔固定；所述豎直轉塊通過四個固件與水平轉塊橫向固定，其中兩個固件通過圓孔固定，另外兩個固件通過圓弧形的槽孔固定；在對所述水平轉塊和豎直轉塊進行調節時均是以固定端的固件作為旋轉樞軸；所述豎直轉塊上有相機位；所述測量儀外殼分為測量儀外殼相機部分和測量儀外殼投影儀部分，分別緊固在所述測量儀底板的上部和下部；所述測量儀外殼大小以能夠避免相機鏡頭和光柵投影儀的鏡頭被碰觸為準；所述相機鏡頭外殼能夠遮擋相機鏡頭，所述相機鏡頭外殼與所述測量儀外殼相機部分以可拆卸連接方式連接。
[0021]在本實施例中，如圖1所示，在所述測量儀底板上左右對稱分布有至少2對三維調節裝置，所述三維調節裝置上有相機位，不同的相機位有不同的幅面拍攝範圍。如圖2所示，所述相機位在所述三維調節裝置的豎直轉塊(9)上，用於放置相機，所述三維調節裝置除了有豎直轉塊還有水平轉塊(7)，所述豎直轉塊通過四個固件與水平轉塊橫向固定，其中兩個固件通過圓孔固定，另外兩個固件通過圓弧形的槽孔固定，利用間隙配合；所述水平轉塊通過兩個固件與所述測量儀底板(5)固定，其中一個固件通過一個圓孔固定，另一個固件通過圓弧形的槽孔固定，同樣利用間隙配合；水平調節時，將兩個固件放鬆，使底座沿槽孔移動，從而改變相機的水平角度；豎直調節時，將四個固件均放鬆，使相機的豎直方向轉動，調節完畢後再旋緊四個固件，調節時均是以固定端的固件作為旋轉樞軸。這裡所述水平轉塊與測量儀底板緊固用到的固件，以及所述水平轉塊與豎直轉塊緊固用到的固件可以不一樣。如圖3所示，所述裝置還包括測量儀外殼(2)，所述測量儀外殼分為測量儀外殼相機部分和測量儀外殼投影儀部分，分別緊固在所述測量儀底板的上部和下部；所述測量儀外殼大小以能夠避免相機鏡頭和光柵投影儀的鏡頭被碰觸為準。通過使用測量儀外殼將投影儀和相機鏡頭巧妙地將相機鏡頭隱藏起來，減少了在實際測量中由於人為碰觸或運輸顛簸的原因導致相機的夾角發生變化的情況發生，而且簡潔美觀，提高了測量效率。
[0022]優選的，所述固件包括螺栓、螺杆和其它具有旋緊和放鬆功能的固件；更優選的，如圖2中的(6)和(8)所示，本實用新型選擇內六角螺栓作為固件。。為方便運輸，所述測量儀底板需要堅固結實，優選的，所述測量儀底板為高強度鋼板。
[0023]在三維測量中，光柵投影法具有原理簡單、測量精度高、速度快等優點，本發明的裝置正是為了更好的應用光柵投影法而設計。優選的，在本裝置的測量儀底板的下面的中間部分設有光柵投影儀。測量時，所述裝置投影多幅多頻光柵到待測物體上，成一定夾角的兩個攝像頭同步採集相應圖像，然後對圖像進行解碼和相位計算，再通過利用立體匹配技術、三角測量原理，解算出兩個攝像機公共視區內像素點的三維坐標。
[0024]為適應不同的幅面掃描，所述光柵投影裝置到待測物體表面的距離會相應發生變化。為使光柵投影裝置能夠在待測物體表面上投射清晰可見的黑白相間的光柵，在調節不同幅面時，除了調節兩個相機距離、相機夾角及鏡頭焦距外，還需要調節相應光柵投影裝置的焦距。
[0025]下面進一步闡述本實用新型。應理解，所有實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之後，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
[0026]優選的，如圖3的(I)所示，可以為本裝置配置相機鏡頭外殼。
[0027]更優選的，所述相機鏡頭外殼和所述測量儀外殼相機部分通過磁鐵相連。
[0028]可選的，所述相機鏡頭外殼的一邊與所述測量儀外殼相機部分上側或下側連接，在相機(4)不工作時，將所述相機鏡頭外殼蓋在所述測量儀外殼相機部分上，在相機工作時，將所述相機鏡頭外殼拉尚所述測量儀外殼相機部分並保持打開狀態。
[0029]可選的，所述相機鏡頭外殼和測量儀外殼的材料包括ABS樹脂或其它具有高強度、耐熱耐衝擊的材料，選擇這樣的材料方便運輸。
[0030]可選的，所述測量儀外殼可以有把手，該把手可以通過緊固固件與測量儀外殼連接，所述固件包括螺栓或其它固件，也可以與測量儀外殼一體成型，方便測量儀的攜帶。
[0031]在另一個實施例中，優選的，所述測量儀外殼投影儀部分的中間有投影儀孔(3)，請參閱圖3，所述投影儀孔不影響緊固在測量儀底板下部的中間部分的光柵投影儀的投影範圍；所述測量儀外殼相機部分前面有相機開口，所述相機開口大小不影響相機拍攝範圍；在所述測量儀外殼相機部分和測量儀外殼投影儀部分後面有調節開口和與所述調節開口匹配的後蓋，所述調節開口的大小以不影響調節相機或者光柵投影儀的角度或焦距為準。
[0032]對於該實施例而言，與本實用新型所述測量儀裝置匹配工作的相機可以是兩個以上相機，但是同時工作的相機為在相同相機位上的兩個相機。所謂的相同相機位為距離測量儀底板中間位置相同的兩個相機位，例如，當需要四臺工業相機提供兩個幅面的拍攝範圍時，同為內側的兩個相機或同為外側的兩個相機為相同相機位上的相機。在工作時，因為多個相機可能會因為誤操作把調好的相機碰到導致角度發生變化，因而用相機鏡頭外殼將當前沒有用到的相機鏡頭遮擋起來，可以很好的避免這一問題的發生。
[0033]在本實施例中，對於測量儀外殼前面的開口，對開口形狀沒有限制，其大小按如下原則:大小均不影響相機的工作或者光柵投影儀的工作，相機鏡頭或者光柵投影儀鏡頭均不會露出在開口之外被碰觸到。
[0034]在本實施例中，通過巧妙的開口，避免了在工作時的誤操作導致的碰觸，更方便調節裝置，而不需要將相機或者投影儀調節好了再封裝在測量儀外殼內，使用更具有靈活性。
[0035]在上述實施例的基礎上，本實施例中的測量儀外殼相機部分的兩側開有相機開口，所述相機鏡頭外殼上設有鏡頭開口，當所述相機鏡頭外殼裝配在所述相機開口上時，所述鏡頭開口能夠不影響相同相機位的相機工作，並在互換所述相機鏡頭外殼裝配後能夠不影響原來被遮擋的相同相機位的相機工作，所述相同相機位為到所述測量儀底板中間位置距離相同的相機位。
[0036]更優選的，在所述相機鏡頭外殼上設置鏡頭開口，所述鏡頭開口在所述相機鏡頭外殼裝配上後關於所述測量儀底板的垂線對稱。當使用四個相機位時，靠近所述裝置中間部分的兩個相機位能夠實現200_X 150mm幅面的掃描，遠離所述裝置中間部分的兩個相機位能夠實現400mmX300mm幅面的掃描。使用本實施例中的所述相機鏡頭外殼，在將相機鏡頭外殼安裝在測量儀外殼上後，其開口剛好供一組相機鏡頭工作，其遮擋部分把其它相機鏡頭遮擋。如圖4所示，當互換相機鏡頭外殼時，可以實現不同幅面的轉換。當相機鏡頭外殼遮擋住遠離所述裝置中間部分的兩個相機鏡頭時，工作的相機鏡頭能夠實現200_X150mm幅面的掃描，互換相機鏡頭外殼後，遠離所述裝置中間部分的兩個相機鏡頭進行掃描，其掃描範圍為400mmX 300mm。
[0037]可選的，可以在所述相機鏡頭外殼的鏡頭開口上設置擋片，所述擋片可以推動以遮擋不需要工作的相機鏡頭，通過移動擋片，實現不同幅面的轉換。當使用四個相機位時，靠近所述裝置中間部分的兩個相機位能夠實現200mmX 150mm幅面的掃描，遠離所述裝置中間部分的兩個相機位能夠實現400mmX 300mm幅面的掃描。當擋片遮擋住遠離所述裝置中間部分的兩個相機鏡頭時，工作的相機鏡頭能夠實現200mmX 150mm幅面的掃描，移動擋片遮住靠近所述裝置中間部分的兩個相機鏡頭時，遠離所述裝置中間部分的兩個相機鏡頭進行掃描，其掃描範圍為400mmX 300mm。
[0038]對於單幅面的掃描，針對不同大小的掃描對象需要架起不同的測量儀，操作異常繁瑣，現在將兩種或多種幅面集成到一臺設備上，只需互換相機鏡頭外殼就可以輕鬆切換到另一個幅面，提高了工作效率。
[0039]對於本實用新型，不僅方便調節，攜帶方便，簡單美觀，而且測量準確，裝置的不同幅面一旦調好，在使用時只需切換幅面即可，使用方便，可提高工作效率。
[0040]本說明書中每個實施例採用遞進的方式描述，重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。對於系統實施例而言，由於其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
[0041]以上對本實用新型所提供的多幅面三維測量儀裝置進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【權利要求】
1.一種基於結構光多幅面三維測量儀裝置，其特徵在於: 所述裝置包括測量儀底板、光柵投影儀、至少兩對三維調節裝置、測量儀外殼和相機鏡頭外殼； 所述三維調節裝置緊固在所述測量儀底板上部，對稱分布在所述測量儀底板的兩側，所述光柵投影儀緊固在所述測量儀底板下部； 所述三維調節裝置包括水平轉塊和豎直轉塊，其中: 所述水平轉塊通過兩個固件與所述測量儀底板固定，其中一個固件通過一個圓孔固定，另一個固件通過圓弧形的槽孔固定； 所述豎直轉塊通過四個固件與水平轉塊橫向固定，其中兩個固件通過圓孔固定，另外兩個固件通過圓弧形的槽孔固定；在對所述水平轉塊和豎直轉塊進行調節時均是以固定端的固件作為旋轉樞軸；所述豎直轉塊上有相機位； 所述測量儀外殼分為測量儀外殼相機部分和測量儀外殼投影儀部分，分別緊固在所述測量儀底板的上部和下部；所述測量儀外殼大小以能夠避免相機鏡頭和光柵投影儀的鏡頭被碰觸為準； 所述相機鏡頭外殼能夠遮擋相機鏡頭，所述相機鏡頭外殼與所述測量儀外殼相機部分以可拆卸連接方式連接。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於:所述固件包括螺栓、螺杆和其它具有旋緊和放鬆功能的固件。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於:所述測量儀外殼投影儀部分的中間有投影儀孔，所述投影儀孔不影響緊固在測量儀底板下部的中間部分的光柵投影儀的投影範圍；所述測量儀外殼相機部分前面有相機開口，所述相機開口大小不影響相機拍攝範圍；在所述測量儀外殼相機部分和測量儀外殼投影儀部分後面有調節開口和與所述調節開口匹配的後蓋，所述調節開口的大小以不影響調節相機或者光柵投影儀的角度或焦距為準。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於:所述相機鏡頭外殼和所述測量儀外殼相機部分通過磁鐵相連。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於:所述相機鏡頭外殼和測量儀外殼的材料包括ABS樹脂或其它具有高強度、耐熱耐衝擊的材料。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於:所述測量儀外殼相機部分的兩側開有相機開口，所述相機鏡頭外殼上設有鏡頭開口，當所述相機鏡頭外殼裝配在所述相機開口上時，所述鏡頭開口能夠不影響相同相機位的相機工作，並在互換所述相機鏡頭外殼裝配後能夠不影響原來被遮擋的相同相機位的相機工作，所述相同相機位為到所述測量儀底板中間位置距離相同的相機位。
7.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於:所述測量儀外殼帶有把手。
【文檔編號】G01B11/25GK204043632SQ201420497261
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月29日 優先權日:2014年8月29日
【發明者】唐正宗, 胡浩, 李磊剛 申請人:西安新拓三維光測科技有限公司