[發(fā)明專利]一種非接觸式三維測量系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910311347.0
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN109959346A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 劉建立
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州臨點三維科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G01B11/02
• 代理公司: 蘇州謹和知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

本申請涉及一種非接觸式三維測量系統(tǒng)，屬于三維測量技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括：n個投射模塊，沿對應的光軸朝向待測物體照射條紋光線，不同投射模塊的光軸相對測量平面的入射角不同；n為大于或等于2的整數(shù)；每個投射模塊包括光調(diào)節(jié)裝置，光調(diào)節(jié)裝置改變被投射至待測物體的條紋的相位；取像模塊，用于拍攝不同條紋光線反射下的待測物體的第一圖像，以及不同相位的條紋光線反射下的待測物體的第二圖像；控制模塊，用于根據(jù)多個第一圖像測量待測物體的三維形狀，根據(jù)多個第二圖像計算待測物體三維測量中的錯誤率；既可以解決三維測量系統(tǒng)無法滿足不同測量需求，也可以解決三維測量的數(shù)據(jù)不準確的問題；可以提高三維測量的準確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非接觸式三維測量系統(tǒng)，屬于三維測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來由于元件尺寸縮小，發(fā)展出許多自動化高精度檢測設備，用來檢測電子元件的外觀、線路連接、對位關(guān)系等是否妥善。多重頻率測量系統(tǒng)(Multi-Frequency Method)是一種用來測試基板上局部板彎的系統(tǒng)，其利用兩種不同周期的條紋分別投影至待測物上，不同周期的條紋上各自依相移法推算出相位后，進一步將二者相減計算其波包(Envelope)的相位。

采用多重周期的條紋是因為，若使用單一周期的條紋，當待測物的特定方向的尺寸(如高度)超出單一周期的條紋的2π相位時，則待測物的真實高度便無法分辨，這又稱為2π模糊性(2πAmbiguity)。

由于多重頻率測量系統(tǒng)中由兩種以上不同周期的條紋整合后的波包等效周期較長，較不易落入2π模糊性的狀況，故可用來進行待測物相對于參考平面的距離估算。

形成兩種不同周期的條紋的系統(tǒng)包括，設置有兩組投影模塊，投影模塊可利用不同的入射角度將條紋光線投射至測量平面上，隨著入射角度的不同，使條紋光線在測量平面上具有不同的投影波長?；蚴?，不同投影模塊的光柵單元可具有非平行的光柵條紋，利用各光柵條紋間的偏轉(zhuǎn)角度，亦可使條紋光線在測量平面上具有不同的投影波長。

但是，當投射模塊的照明亮度較暗或者較亮時，可能產(chǎn)生不能正確測量待測對象的三維形狀的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸式三維測量系統(tǒng)，既可以解決三維測量系統(tǒng)無法滿足不同測量需求，也可以解決三維測量的數(shù)據(jù)不準確的問題。為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：所述系統(tǒng)包括：

n個投射模塊，沿對應的光軸朝向待測物體照射條紋光線，不同投射模塊的光軸相對測量平面的入射角不同；所述n為大于或等于2的整數(shù)；每個投射模塊包括光調(diào)節(jié)裝置，所述光調(diào)節(jié)裝置改變被投射至所述待測物體的條紋的相位；

取像模塊，用于拍攝不同條紋光線反射下的待測物體的第一圖像，以及不同相位的條紋光線反射下的待測物體的第二圖像；

控制模塊，用于根據(jù)多個第一圖像測量所述待測物體的三維形狀，根據(jù)多個第二圖像計算所述待測物體三維測量中的錯誤率。

可選地，所述投影模塊包括發(fā)光裝置和以及光柵；

所述發(fā)光裝置能夠改變照度；

所述光柵具有多個條紋彼此間隔預設柵距。

可選地，所述投影模塊還包括光柵移動器以移動所述光柵，所述光柵移動器移動所述光柵時形成所述條紋光線的各種相位角；所述取像模塊拍攝所述待測物體于所述條紋光線的各種相位角反射形成的多個條紋影像。

可選地，所述系統(tǒng)還包括高度計算模塊；

所述高度計算模塊計算所述待測物體的高度，其中所述高度計算模塊整合各個所述第一圖像以取得所述待測物體的整合高度信息。