[發明專利]一種面結構光掃描裝置

無效

• 申請號: 200710052547.6
• 申請日: 2007-06-25
• 公開（公告）號: CN101082756A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 王從軍;周鋼;李中偉;朱本璋;李曉寧;楊彪;杜俊賢
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G03B17/54
• 分類號: G03B17/54;G01B11/00;G01B11/03;G01B11/24;G01C11/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明涉及一種逆向工程的測量儀器，具體涉及一種用于逆向工程的面結構光掃描裝置。

背景技術

逆向工程在縮短產品設計周期、消化國內外的先進技術和產品中發揮著重要的作用。逆向工程測量設備的好壞直接影響到對被測實體進行描述的精確、完整程度，進而影響到重構的CAD曲面、實體模型的質量，是逆向工程的基礎。

目前，在逆向設計領域使用最為廣泛的測量設備主要有以下四種：接觸式坐標測量裝置、三維激光掃描測量裝置、柔性三坐標測量裝置、光柵掃描測量裝置。接觸式的三坐標測量裝置測量技術和三維激光掃描測量技術以及光柵測量儀已經比較成熟，它們在一定程度上可以進行曲面測量，但還分別存在以下不足：

接觸式的三坐標測量機精度高，但是每次只能測量一個點，測量速度慢，難于進行曲面造型設計，無法測量軟質物體，操作起來較繁瑣。

三維激光掃描測量儀體積龐大，需要較大的平臺，精度、速度受到限制，測量范圍也受制于測量儀的平臺尺寸。

光柵式三維測量儀采用光柵作為光源，測量速度快，但是測量方法受物體表面顏色的限制，不能測量黑色物體和反光物體。

發明內容

本發明的目的在于提供一種面結構光掃描裝置，該掃描裝置具有測量速度快、精度高、掃描范圍廣和便于攜帶的優點。

本發明提供的一種面結構光掃描裝置，其特征在于：該裝置包括左CCD攝像頭、右CCD攝像頭和投影儀；投影儀位于框架內；安裝架兩端開有對稱的左、右通槽，中部設有通孔，上述左、右通槽底部均開有兩個階梯孔，左CCD攝像頭與左固定塊固定連接，并通過第一、第二螺釘安裝在安裝架的左通槽的兩個階梯孔內；右CCD攝像頭和右固定塊固定相聯，并通過第三、第四螺釘安裝在安裝架的右通槽的兩個階梯孔內；所述階梯孔分別與第一、第二螺釘和第三、第四螺釘相配合。

本發明面結構光掃描裝置的主要特點是：(1)利用模塊化的安裝架，結構穩定緊湊，方便安裝和卸載，并可以調整其測量范圍。(2)測量速度快，采用先進的結構光面掃描技術，單次采集時間可以只需1秒。(3)采集數據多，單次采集數據可達100萬點以上。(4)測量面積大，單次采集面積可達到400mm×320mm。(5)測量精度高，單次測量精度可達0.05mm～0.02mm，能夠滿足逆向工程及精度檢測的需要。(6)便攜性好，可方便攜帶到測量現場，隨時隨地完成測量。

附圖說明

圖1為本發明面結構光掃描裝置的一種結構示意圖，其中，a為主視圖，b為俯視圖；

圖2為安裝架右通槽部分的詳細示意圖，其中，a為主視圖，b為俯視圖；

圖3為本發明掃描裝置的使用示意圖。

具體實施方式

下面根據附圖和實例對本發明作進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發明面結構光掃描裝置包括左CCD攝像頭2、右CCD攝像頭3和投影儀8。

框架1采用中空結構，投影儀14位于框架1內，框架1底部與三角架14相連。

安裝架4兩端開有通槽，左右兩邊通槽為對稱結構，中部設有通孔9。

左CCD攝像頭2與左固定塊5固定連接，并通過第一、第二螺釘10、11安裝在安裝架4的左通槽內。右CCD攝像頭3和右固定塊6固定相聯，并通過第三、第四螺釘12、13安裝在安裝架4的右通槽內。

如圖2所示，安裝架4左、右通槽底部均開有兩個與螺釘配合的階梯孔，如右通槽內，第三螺釘12與階梯孔15配合，第四螺釘13與階梯孔16配合。第一螺釘10和第四螺釘13可以沿自身軸心旋轉，第二螺釘11和第三螺釘12可以分別以第一螺釘10、第四螺釘13為圓心旋轉，旋轉角度由階梯孔16的弧度決定。階梯孔16的弧度根據待測量物體的尺寸確定。這樣可以保證左固定塊5和右固定塊6均能在平行于安裝架4的平面上旋轉一定的角度，從而保證左CCD攝像頭2和右CCD攝像頭3的角度可調。安裝架4與框架1的連接，并且框架1內的投影儀8的光源通過安裝架4的通孔9垂直投射出。

如圖3所示，為本發明掃描裝置的使用示意圖，由便攜式三角架14和結構光掃描頭組成。掃描頭與三角架相連。通過三角架在各方向上的平移與旋轉，帶動掃描頭移動與旋轉。掃描頭可以在水平方向上做360°自由旋轉，在垂直方向上也能有一定的旋轉角度。