[發明專利]一種基于主動發光原理的光筆式視覺靶物

在審

• 申請號: 201810375569.4
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108981564A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張曦;張健
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種基于主動發光原理的光筆式視覺靶物，機械部分包括：殼體（1）、擴散板（2）、套管（3）、延長桿（4）、測針（5）、連接板（10）、后蓋（11），電路部分包含：微控制器（12）、狀態提示燈（18-1）、方向提示燈（18-2）、藍牙模塊（13）、左記錄按鈕（14）、右取消按鈕（15）、總開關（16）、7.4V鋰電池（17）、850nm紅外發光LED（IR1-IR7）（20）和12V鋰電池（19），其特征在于：殼體（1）經連接板（10）連接測針（5）組成測量單元，測量時通過手持本靶物將測針接觸目標物體，完成對接觸點坐標的測量；紅外發光LED(IR1-IR7)（20）與12V鋰電池（19）連接組成紅外發光部分電路，上電后紅外發光LED處于常亮狀態，通過擴散板（2）均光后的光斑圖像供視覺設備進行動態跟蹤；微控制器（12）連接狀態提示燈（18-1）、方向提示燈（18-2）、藍牙模塊（13）、左記錄按鈕（14）、右取消按鈕（15）、總開關（16）和7.4V鋰電池（17）組成控制部分電路，起到輔助視覺設備測量的目的；總開關（16）閉合后，控制部分上電，狀態提示燈（18-1）點亮；當按下左記錄按鈕（14），狀態提示燈（18-1）閃爍1次，同時通過藍牙模塊（13）向上位PC機發送指令控制上位機軟件記錄一次測量值；當按下右取消按鈕（15），狀態提示燈（18-2）閃爍2次，同時通過藍牙模塊（13）向上位PC機發送指令控制上位機軟件刪除前一次測量值；在視覺設備跟蹤本靶物時，上位機通過藍牙模塊（13）向微控制器（12）發送姿態參數，控制方向提示燈——上燈、下燈、左燈、右燈、中燈（18-2）的亮滅，如果視覺靶物向某一個方向的偏轉角度過大，對應方向的方向提示燈則熄滅，以提醒操作者矯正視覺靶物的擺放姿態。

2.根據權利要求1所述的基于主動發光原理的光筆式視覺靶物，其特征在于：所述擴散板（2）和套管（3）組成的發光單元：套管（3）呈筒形結構、內部中空，底部由法蘭狀臺階面和殼體（1）端面相接，便于提高定位精度；套筒（3）頂部為圓形通孔，擴散板（2）呈臺階狀，嵌入套筒（3）頂部通孔形成完整的端面；圓形擴散板（2）有利于提高紅外LED的發光質量，提高視覺設備采集的圓斑中心定位精度；同時，擴散板（2）與套管（3）同軸共面的設計使得三坐標測量機可以測量圓斑中心的位置，有助于視覺設備的高精度標定。

3.根據權利要求2所述的基于主動發光原理的光筆式視覺靶物，其特征還在于：所述的七個紅外發光LED（IR1-IR7）(20)的結構配置是：有7個發光單元的空間位置設計呈十字交叉形狀，且十字的長軸間距與短軸間距不等，這樣設計有利于光斑在單幅圖像中即可匹配，大大降低了圖像匹配的難度，提高了光斑圖像匹配的速度和準確度。

4.根據權利要求1所述的基于主動發光原理的光筆式視覺靶物，其特征在于：所述殼體（1）的結構特征是：將手持抓握部分設計成弧面形狀，優化了操作者手持設備的舒適度；同時，殼體（1）手持部分的寬度尺寸通過測量實際普通人手部關節距離進行優化得出，更符合人機工程學原理，可減少操作者長時間操作設備的疲勞程度。