[實(shí)用新型]工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的手持標(biāo)靶

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320544491.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN203432537U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建立;梁晉;張龍;魏耀威;陳廣飛;劉小波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州西博三維科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的手持標(biāo)靶。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，越來越多的領(lǐng)域?qū)ぜ娜S尺寸和表面輪廓等參數(shù)提出了測(cè)量需要。在很多行業(yè)和領(lǐng)域（如汽車制造業(yè)）測(cè)量己深入到生產(chǎn)過程中進(jìn)行在線檢測(cè)。在一些大型工程中需要現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。目前，對(duì)于小于1m長(zhǎng)度工件的三維尺寸質(zhì)量檢測(cè)，基本不存在問題，多采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、關(guān)節(jié)臂等完成。而對(duì)于1m～30m長(zhǎng)度的工件，如汽車模具、汽車覆蓋件、飛機(jī)部件、船舶部件、風(fēng)力發(fā)電葉片、大型機(jī)械設(shè)備等各種大型鑄件、鍛件、沖壓件、塑料件、結(jié)構(gòu)件和大型機(jī)械設(shè)備，采用傳統(tǒng)的接觸式三維測(cè)量技術(shù)速度慢、量程受限制、操作不方便，有時(shí)甚至無法測(cè)量。所以，對(duì)于中大型工件的三維尺寸檢測(cè)一直是工業(yè)測(cè)量研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

傳統(tǒng)的測(cè)量方法包括關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(Articulated?Arms)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)和經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)(Theodolites)等。

關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)由于關(guān)節(jié)臂長(zhǎng)的限制，它的測(cè)量范圍有限(最長(zhǎng)可以到4m)，對(duì)于大尺寸工件，必須進(jìn)行多次的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，也就是“蛙跳”，每次蛙跳就會(huì)有一次精度損失。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量缺點(diǎn)一是是屬于接觸式測(cè)量方式、不易對(duì)準(zhǔn)特征點(diǎn)，對(duì)測(cè)量環(huán)境要求高、不便攜、測(cè)量范圍小；缺點(diǎn)二是巨型三坐標(biāo)機(jī)費(fèi)用極高，測(cè)量范圍受限,測(cè)量4m以上尺寸設(shè)備費(fèi)用超過400萬元，并且必須有一個(gè)好的工位，環(huán)境條件要求高，被測(cè)件擺放調(diào)整困難，前期需要耗時(shí)進(jìn)行檢測(cè)坐標(biāo)系的建立及測(cè)量編程，滿足不了被測(cè)件的制造檢測(cè)效率要求。

經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)一般采用手動(dòng)照準(zhǔn)目標(biāo)，逐點(diǎn)測(cè)量，測(cè)量速度慢、自動(dòng)化程度不高，操作復(fù)雜，對(duì)操作人員的要求很高。其設(shè)站位置、瞄準(zhǔn)精度、照準(zhǔn)次數(shù)等因素對(duì)最終結(jié)果的影響較大。

綜上所述，傳統(tǒng)的測(cè)量方法存在著測(cè)量速度慢，工件表面點(diǎn)數(shù)據(jù)量采集不夠，不能針對(duì)特定產(chǎn)品進(jìn)行定制檢測(cè)等缺陷，尤其不適用于大型工件的測(cè)量和檢測(cè)。

為滿足社會(huì)需要，工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備于近些年來問世了，工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的開發(fā)的理論基礎(chǔ)是基于計(jì)算機(jī)雙目視覺技術(shù)，由兩個(gè)工業(yè)CCD相機(jī)成一定角度同步拍攝采集圖像，最后對(duì)圖像進(jìn)行解碼計(jì)算，得到手持標(biāo)靶探針的三維坐標(biāo)。

工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的硬件主要由三維速測(cè)臺(tái)和手持標(biāo)靶兩部分組成，其中三維速測(cè)臺(tái)上設(shè)有水平布置的橫梁，橫梁上對(duì)稱安裝有兩部CCD相機(jī)，CCD相機(jī)通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接，手持標(biāo)靶由標(biāo)靶本體和固定在標(biāo)靶本體上的探針構(gòu)成。使用時(shí)，需要一人握持手持標(biāo)靶將其上的探針端部放在被測(cè)點(diǎn)處不動(dòng)，另一人操控計(jì)算機(jī)向CCD相機(jī)發(fā)生拍攝指令，兩部CCD相機(jī)（圖1中的camera1和camera2）同時(shí)拍攝變形物體，利用相機(jī)的標(biāo)定參數(shù)，對(duì)圖像進(jìn)行解碼計(jì)算，得到手持標(biāo)靶測(cè)頭的三維坐標(biāo)，即通常所說的“雙目立體視覺法”，其工作原理可參照?qǐng)D1所示。可見，這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備在采集圖像時(shí)至少需要兩個(gè)人協(xié)同工作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是：針對(duì)上述問題，提供一種新型結(jié)構(gòu)的工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的手持標(biāo)靶，旨在使工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的采像工作更加簡(jiǎn)單易行。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的手持標(biāo)靶，包括標(biāo)靶本體以及固定設(shè)置在該標(biāo)靶本體上的探針，所述標(biāo)靶本體上安裝有可向計(jì)算機(jī)發(fā)射藍(lán)牙訊號(hào)的藍(lán)牙訊號(hào)發(fā)射器、以及能夠開啟和關(guān)閉該藍(lán)牙訊號(hào)發(fā)射器的開關(guān)，所述開關(guān)的操控部分裸露在所述標(biāo)靶本體外部。

作為優(yōu)選，所述開關(guān)以硬觸發(fā)的方式控制所述藍(lán)牙訊號(hào)發(fā)射器的開啟和關(guān)閉。

作為優(yōu)選，所述藍(lán)牙訊號(hào)發(fā)射器設(shè)置在所述標(biāo)靶本體內(nèi)部。

作為優(yōu)選，所述標(biāo)靶本體上設(shè)有手柄部，所述開關(guān)安裝在所述手柄部上。

作為優(yōu)選，所述標(biāo)靶本體上設(shè)有指示所述藍(lán)牙訊號(hào)發(fā)射器開關(guān)狀態(tài)的指示燈。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：本實(shí)用新型這種工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的手持標(biāo)靶，在標(biāo)靶本體上安裝有可向計(jì)算機(jī)發(fā)射藍(lán)牙訊號(hào)的藍(lán)牙訊號(hào)發(fā)射器、以及能夠開啟和關(guān)閉該藍(lán)牙訊號(hào)發(fā)射器的開關(guān)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，使用者手持標(biāo)靶本體將其上安裝的探針準(zhǔn)確放置在被測(cè)點(diǎn)位置后，打開開關(guān)使所述藍(lán)牙訊號(hào)發(fā)射器向速測(cè)儀的計(jì)算機(jī)發(fā)射藍(lán)牙信號(hào)，計(jì)算機(jī)接收到該藍(lán)牙信號(hào)后向三維速測(cè)臺(tái)上的CCD相機(jī)發(fā)出指令命令CCD相機(jī)對(duì)手持標(biāo)靶位置拍攝圖像，整個(gè)采像過程只需一人即可完成，省時(shí)省力。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：

圖1為工業(yè)光學(xué)三維坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備的測(cè)量原理圖；