[實用新型]一種視覺測量可視特征設(shè)置裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320524878.6
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN203464910U
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭磊;梁雅軍;劉柯;孫增玉;宋金城;陳曉暉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天計量測試技術(shù)研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 李東斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于視覺測量中特征測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種視覺測量可視特征設(shè)置裝置。

背景技術(shù)

視覺精密測量技術(shù)以其非接觸、速度快、精度高等優(yōu)點，成為解決工業(yè)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(yōu)勢，目前已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、船舶制造、水利水電等大型設(shè)備制造領(lǐng)域。視覺精密測量中，通常采用人工方式在被測面上設(shè)置可視特征，這是保證測量高精度、高效率和測量結(jié)果中三維點云分布規(guī)律、可控的有效有段。

現(xiàn)有的設(shè)置視覺測量可視特征的方法主要有在被測面上人工粘貼反光標(biāo)志和利用激光器向被測面投射光學(xué)特征兩種。可視特征的形狀有圓形、一字線、十字線等多種方式，但現(xiàn)有視覺測量可視特征設(shè)置方法在面對大尺寸（10m）物體三維形貌測量時表現(xiàn)出一定局限性：a）人工粘貼反光標(biāo)志的方法完全依靠操作人員手工作業(yè)，工作量大，效率低。在測量尺寸范圍達(dá)10m、點間距50mm時，需要設(shè)置4萬個特征標(biāo)志，工作量十分巨大。b）利用激光器向被測面投射光學(xué)特征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(xiàn)方法，一是采用多個激光器組成激光器陣列，此方法需要大量的激光器，體積大、成本高，且每個激光器需要機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)投射方向的調(diào)整，小型化結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有相當(dāng)難度；二是采用單個激光器通過掃描的方式獲取多個可視特征，激光器完成一次掃描的過程中被測面不能發(fā)生改變，否則得到的三維點云數(shù)據(jù)無法如實的反映被測形貌，因此，該方法僅適用于靜態(tài)測量，無法實現(xiàn)動態(tài)測量；三是利用一個激光器結(jié)合二維光柵等光學(xué)傳輸結(jié)構(gòu)投射出可視特征陣列，該方法將一個激光器的功率分成若干份，且光傳輸過程中會損失大量能量，對激光器功率要求很高，由于激光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(xué)傳輸結(jié)構(gòu)受光柵光刻技術(shù)的限制，對激光分束的能力有限，能夠投射出的特征陣列數(shù)量一般不超過10×10，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大尺寸物體三維形貌測量的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種視覺測量可視特征設(shè)置裝置，可產(chǎn)生特征陣列，滿足大尺寸物體三維形貌的測量時，特征的快速高效設(shè)置問題。

本實用新型的技術(shù)方案如下：一種視覺測量可視特征設(shè)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、投影物鏡組以及特征模板，在投射器筒體結(jié)構(gòu)的殼體左端設(shè)置有光源，并在光源的左側(cè)設(shè)置有反光鏡，在光源的右側(cè)依次設(shè)置有投影物鏡組和特征模塊，控制器與投射器相連，并控制投射器中光源的閃光。

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(jīng)過反光鏡反射的光源和光源直接發(fā)射的光源進(jìn)行調(diào)整后，射出平行光。

所述的光源為類點光源，且光源發(fā)出的光波近似為球面波。

所述的特征模板為光刻的平板結(jié)構(gòu)，經(jīng)過平行光照射后可以投射出特征陣列。

所述的控制器控制投射器的電源驅(qū)動和閃光觸發(fā)控制，并當(dāng)控制器接收到外部輸入的曝光指令后，控制光源閃光。

所述的投影器整體支撐在三角架上。

本實用新型的顯著效果在于：本實用新型所述的一種視覺測量可視特征設(shè)置裝置利用平行光源通過光刻模板的方法制造特征陣列，由于目前光刻加工技術(shù)發(fā)展水平較高，在模板上制作幾千甚至上萬個特征的技術(shù)成熟，能夠提高單次投射特征的數(shù)量，實現(xiàn)一次投射幾千至上萬個特征；同時，光源采用積分瞬時曝光設(shè)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征，實現(xiàn)難度小，成熟度高；該視覺測量可視特征設(shè)置裝置結(jié)構(gòu)簡單，工作量小，效率高。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的一種視覺測量可視特征設(shè)置裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、光源；2、反光鏡；3、投影物鏡組；4、光闌；5、特征模板；6、控制器；7、三角架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。