[發明專利]基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀

在審

• 申請號: 202011469687.5
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112611338A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 陳曾沁;何志成;劉廣建;尚繼輝;陳小虎;王重陽
• 申請（專利權）人: 航天智造（上海）科技有限責任公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G02B27/00;G02B27/48
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 王海濤

本發明提供了一種基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀，包括激光發射裝置，激光偏轉裝置，激光線性漫射鏡，工業鏡頭，移軸鏡頭模塊，工業相機，嵌入式處理單元，防塵鏡快換組件，設備外殼，航空插頭。使用移軸鏡頭模塊將相機成像平面由水平變換為傾斜，且成像平面與激光平面重合，從而確保本激光輪廓儀視野內激光線完全對焦，確保激光線在視野不同位置粗細一致，提高圖像成像質量，提高激光輪廓儀測量景深，可以用于大景深高精度3維輪廓測量以及機器人高精度高動態跟蹤引導領域。

技術領域

本發明涉及一種基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀。

背景技術

傳統的單激光照射裝置發射激光束至待測物體表面，由于物體表面不能達到絕對光滑會形成散斑效應，極大影響系統精度。

激光經由線性漫反射鏡，線性漫反射器包括具有自由光譜范圍的衍射光柵，平面光扇中的衍射線間距隨著入射相干光的掃描角變化而變化，激光線性漫射鏡將扇形激光光路矯正為同軸激光光路，大大減少散斑效應帶來的影響。

同時傳統相機受制于景深的影響不能很好的識別階梯狀等復雜類型工件，導致圖像不能聚焦和識別，后續算法不能友好處理。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀。

為解決上述問題，本發明提供一種基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀，包括：

激光發射裝置、激光偏轉裝置、激光線性漫射鏡、工業鏡頭、移軸鏡頭模塊、工業相機、嵌入式處理單元、防塵鏡快換組件和設備外殼，其中，

所述激光發射裝置的發射線激光作為主動光源，所述激光發射裝置、激光偏轉裝置、激光線性漫反射器組合形成平面光扇投射到待測物體表面；

所述工業鏡頭的光軸與工業相機的感光芯片中心重合；移軸鏡頭模塊通過改變工業鏡頭與工業相機的成像面夾角，改變工業相機的成像面位置；嵌入式處理單元，用于獲取工業相機的圖像并提取激光特征，通過TCP/IP對外發送測量結果；

所述激光發射裝置、激光偏轉裝置、激光線性漫射鏡、工業鏡頭、移軸鏡頭模塊、工業相機、嵌入式處理單元和防塵鏡快換組件封閉在所述設備外殼內；

所述防塵鏡快換組件設置于所述設備外殼外的靠近所述激光線性漫射鏡和工業鏡頭的一側。

進一步的，在上述基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀中，所述移軸鏡頭模塊將工業相機的成像平面由水平變換為傾斜，且成像平面與激光平面重合。

進一步的，在上述基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀中，所述激光線性漫射鏡，用于將扇形激光光路矯正為同軸激光光路。

進一步的，在上述基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀中，所述激光線性漫射鏡包括具有自由光譜范圍的衍射光柵，所述平面光扇中的衍射線間距隨著入射相干光的掃描角變化而變化。

進一步的，在上述基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀中，所述激光偏轉裝置，用于調節角度和位置，通過偏轉激光將激光平面與對焦面重合。

進一步的，在上述基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀中，所述設備外殼達到IP65防護等級。

進一步的，在上述基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀中，所述防塵鏡快換組件，包括：供手工擰開螺絲打開鏡頭蓋板和設置于鏡頭蓋板下的內防塵鏡和濾光片。

進一步的，在上述基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀中，所述大景深激光輪廓儀的聚焦平面由鉸鏈定律確定，以唯一確定對焦面位置，使對焦面與激光平面重合，使視野內所有激光束均可對焦。

進一步的，在上述基于移軸鏡頭的大景深激光輪廓儀中，所述大景深激光輪廓儀通過TCP/IP協議與機器人通信。