[實用新型]一種投影三維測量裝置

有效

• 申請號: 200920180789.8
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN201561742U
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 姚征遠
• 申請（專利權）人: 姚征遠
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/25
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 袁由茂

技術領域

本實用新型涉及一種三維測量裝置，具體涉及一種利用投影技術的三維測量裝置。

背景技術

目前，現有的無陰影3維輪廓測量技術是雙側掃描測量方式。申請人株式會社高永科技，申請的專利號為200480003759.X的專利中公開如下技術特征：先是第一側光源產生的平行光，經過光柵產生的結構光經過鏡片反射后照射測量對象的一側，另一側光源也產生光柵結構光經過鏡片反射后照射測量對象的另一側，光柵移動后，兩側光源交替逐次掃描，圖像采集裝置依次采集圖像，經過計算機計算出兩側的三維圖實現無陰影3維測量。雙側掃描測量裝置避免了陰影效應，同時存在幾個缺陷：在物體底面邊緣變化明顯時，在兩側方向的交接處仍然有陰影影響，特別是在測量類似于圓形待測材料時，由于兩副3維結果在拼接處，無重疊部分，造成待測材料旋轉時，測量不精準。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術的不足，開發設計出一種測量更加精準的投影測量裝置。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種投影三維測量裝置，包括底座，底座上設有安裝支架，底座上安裝有用以帶動檢測頭裝置在測量對象上XYZ三方向移動的XYZ方向移動裝置，檢測頭包括圖像采集裝置和投影裝置，圖像采集裝置安裝在被測對象上方，圖像采集裝置包括光電轉換元件，投影裝置安裝在被測對象上方圖像采集裝置的一側，檢測頭內設有控制器，控制器與所述圖像采集裝置和投影裝置分別連接，至少三個所述的投影裝置安裝在支架上，并分布在被測物體的至少三側。

一種投影三維測量裝置，所述的投影裝置均勻分布在被測物體的上方一側。

一種投影三維測量裝置，所述的投影裝置包括發光裝置，發光裝置下方平行設置有用于產生條紋圖案結構光的結構光調制部件；結構光調制部件下方平行設置用于將光柵圖案投影到測量對象表面的投影透鏡組；所述的控制器由圖像采集單元、投影控制單元、計算和數據存儲單元通過總線連接構成；圖像采集單元的信號輸入端與光電轉換元件的信號輸出端連接；投影控制單元的信號輸出端分別與平行光源部件、結構光調制部件的信號輸出端連接。

一種投影三維測量裝置，所述的投影裝置下安裝有環形光源，所述的控制器內設有環形光控制單元，環形光源的控制信號輸入端與環形光控制單元連接。

一種投影三維測量裝置，所述發光裝置為用于產生發射白光的LED光源和用于產生平行光的平行光源部件。

一種投影三維測量裝置，所述平行光源部件由發光元件和透鏡依次平行排布。

一種投影三維測量裝置，所述結構光調制部件由前偏振片、透射型顯示元件和后偏振片依次平行排布。

一種投影三維測量裝置，其特征在于所述投影透鏡組由前投影透鏡組和后投影透鏡組依次平行排布。

本實用新型在測量時，每個投影裝置發出白色結構光，依次照射在測量對象上，彩色圖像采集部件依次采集從測量對象反射出的從3個角度上照射的結構光，計算單元計算出3個角度的三維測量結果，由于從三個角度獲得被測物體的各方位圖像，可以全面的覆蓋被測物體的每個方位，從而取得高抗干擾3D測量結果，能夠提高對被測物體三維測量的精度。

附圖說明

圖1為主視結構示意圖。

圖2為俯視結構示意圖。

具體實施方式

參見附圖所示。

投影三維測量裝置，包括底座41，底座41上設有安裝支架，底座41上安裝有用以帶動檢測頭裝置在測量對象上XYZ三方向移動的XYZ方向移動裝置，檢測頭包括圖像采集裝置20、投影裝置10和環形光源30，圖像采集裝置20安裝在被測對象40上方，圖像采集裝置20包括光電轉換元件20a，三個投影裝置10安裝在被測對象40上方圖像采集裝置20的一側并且均勻分布，投影裝置10下安裝有環形光源30。投影裝置10包括用于產生和發射白光的LED光源11a和平行光源部件11b，LED光源11a下方平行設置平行光源部件11b；平行光源部件11b下方平行設置由前偏振片12、透射型顯示元件13和后偏振片14依次平行排布用于產生條紋圖案結構光的結構光調制部件；結構光調制部件下方平行設置由前投影透鏡組15a和后投影透鏡15b組依次平行排布用于將光柵圖案投影到測量對象表面的投影透鏡組15；控制器1由圖像采集單元1a、投影控制單元1b、環形光控制單元1c、計算和存儲單元1d通過總線1e連接構成；圖像采集單元1a的信號輸入端與光電轉換元件20a的信號輸出端連接；投影控制單元1b的信號輸出端分別與平行光源部件11b、前偏振片12、透射型顯示元件13和后偏振片14的信號輸出端連接。環形光源30的控制信號輸入端與環形光控制單元1c連接。

在測量時，控制器1設定三個投影裝置10處于白光投影狀態，順序開啟和關閉三個角度投影裝置10逐次測量，圖像采集裝置20依次拍照，經相位解調后得知測量對象的高度值。三相位條紋結構光方式，需采集九張圖片，即為3N次采集；四相位條紋結構光方式，需采集十二張圖片，即為3N次采集。依次取得三次高度測量結果，在求平均值時，根據灰度極限要求剔除陰影值。實現高精度高抗干擾高度測量。