[發明專利]一種多目光柵三維掃描儀

在審

• 申請號: 201410433512.7
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104251670A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 呂月林
• 申請（專利權）人: 合肥斯科爾智能科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 程篤慶;黃樂瑜

技術領域

本發明涉及逆向工程技術領域，尤其涉及一種多目光柵三維掃描儀。

背景技術

近年來，隨著制造技術的飛速發展，一種新的制造概念改變了以前傳統制造業的工藝過程。這種新的制造思路是：首先對現有的產品模型進行實測，獲得物體的三維輪廓數據信息，再進行數據重構，建立其CAD數據模型。設計人員可在CAD模型上再進行改進和創新設計，最后獲得的數據可直接輸入到快速成型系統或者形成加工代碼輸入到數控加工中心，生成新的產品或其模具，最后通過實驗驗證，產品定型后再投入批量生產。這一過程就被稱為反求工程(逆向工程)，它使產品的設計開發的周期大為縮短。

反求工程(逆向工程)系統可分為三部分：即數據的獲取與處理系統；數據文件自動生成系統；自動加工成型系統。其中物體三維輪廓數據的準確獲取是整個反求工程(逆向工程)的關鍵所在，主要通過三維掃描儀來實現。

如今，三維掃描儀基本上分為接觸式和非接觸式兩大類。前者，價格較便宜，但速度較慢，而且以探針與物體接觸會有盲點并且使軟性物體容易變形，影響掃描精度，但可以具有很高測量精度，適合做相對尺寸的測量與質量管理；后者目前主要實現為激光掃描儀，激光掃描速度快，但精確度有待提高。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種多目光柵三維掃描儀，掃描速度快，精確度高。

本發明提出的一種多目光柵三維掃描儀，采用非接觸光柵式照相掃描技術，其包括：PC機、光柵發射器和N個相機，N≥2；

光柵發射器和N個相機均連接至PC機；

PC機作為三維掃描程序的運行平臺，用于三維掃描儀系統的操作，數據采集以及數據運算和顯示導出；三維掃描程序采用混合相位技術，并采用基于ICP的全局誤差校正技術；

光柵發射器采用白光光源并用于響應PC機指令投射結構光柵；

相機用于響應PC機指令拍攝圖像；

工作時，PC機控制光柵發射器向被掃描件發射結構光，并控制N個相機對被掃描件進行多角度拍攝；PC機接收相機拍攝到的圖像信息并轉換為數據信息進行數據運算并進行數據重構，建立被掃描件數據模型。

優選地，還包括標志點，并采用標志點全自動拼接技術。

優選地，采用標準的AC點云格式。

優選地，采用基于物體特征的無標志點全自動拼接技術。

優選地，N＝4，可進行兩個掃描范圍自由切換并自動拼接。

優選地，N≥3，且N個相機分布在兩條以上的直線上。

優選地，可進行多個掃描范圍自由切換并自動拼接。

優選地，相機為工業相機。

優選地，相機為大恒MER-130-30UM工業相機或IC高速工業相機。

本發明采用非接觸光柵式照相掃描技術，避免了因掃描部件磨損而影響精度，或者因接觸而導致被掃描件變形，具有很高的穩定性，尤其適用于橡膠類、皮革類等表面易變形物體掃描。

本發明中三維掃描程序采用混合相位技術，一次掃描一個面，可以掃描自由形狀物體，能掃描有空洞、溝槽，斷裂的表面；并采用基于ICP的全局誤差校正技術，將掃描所得點云數據的公共部分中所有點進行最佳匹配運算，拼合精度高、運算速度快，解決了拼接過程中可能會出現的分層問題和全局誤差校正問題。

本發明中，光柵發射器采用白光光源，其發射的結構光柵為白光，對人體無傷害，對環境要求不敏感，不需要在暗室中操作，適用范圍廣泛。

總之，本發明具有精度高，速度快，對工件無磨損，無接觸變形，易裝夾，易操作等優點，可廣泛應用于汽車、電子通訊、玩具、制造行業。

附圖說明

圖1為本發明提出的一種多目光柵三維掃描儀示意圖。

具體實施方式

參照圖1，本發明提出的一種多目光柵三維掃描儀，采用非接觸光柵式照相掃描技術，避免了因掃描部件磨損而影響精度，或者因接觸而導致被掃描件A變形，具有很高的穩定性，尤其適用于橡膠類、皮革類等表面易變形物體掃描。

本發明提出的一種多目光柵三維掃描儀包括：PC機1、光柵發射器2、N個相機3以及若干標志點，N≥2。

光柵發射器2和N個相機3均連接至PC機1。