[發明專利]一種基于線結構光的同步傳動表面輪廓測量系統及測量方法

有效

• 申請號: 202110656170.5
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113310428B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 程軍;程萬里;許德章;汪步云;劉莉;劉有余
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學;蕪湖安普機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 王帥

1.一種基于線結構光的同步傳動表面輪廓測量系統，其特征在于：包括：

位移臺，用于放置待測零件，內置有驅動電機和驅動模塊，驅動模塊與驅動電機連接；

線激光傳感器本體(114)，用于獲取激光發射器發射的一字線激光所形成的激光輪廓，并轉換成待測零件表面的點云數據；

多位姿調節支架，線激光傳感器本體(114)固定在多位姿調節支架上，用于實現線激光傳感器本體(114)多高度、多位姿調節；

多位姿調節支架包括固定底座(101)、通過法蘭(102)豎直固定在固定底座(101)上的支架(103)、設置在支架(103)上的二號快接(105)、設置在二號快接(105)上的一號快接(104)、與一號快接(104)水平連接的調節桿(108)、與調節桿(108)連接的三號快接(110)、與三號快接(110)水平連接的支桿(111)、設置在支桿(111)上的姿態調節架(112)，一號快接(104)上設有齒輪(106)和與齒輪(106)同軸連接的手柄(107)，調節桿(108)上沿其長度方向固定設有與齒輪(106)嚙合連接的齒條(109)，姿態調節架(112)上設有傳感器連接板(113)，線激光傳感器本體(114)固定在傳感器連接板(113)上；

所述二號快接(105)用于調節高度，所述一號快接(104)與二號快接(105)通過螺栓固定連接，所述一號快接(104)能夠水平旋轉，從而調節旋轉角度；通過手柄(107)帶動齒輪(106)配合齒條(109)能夠調節調節桿(108)的伸出距離；姿態調節架(112)呈弧形結構，線激光傳感器本體(114)通過傳感器連接板(113)沿姿態調節架(112)的弧形輪廓移動；

同步編碼脈沖獲取模塊，分別與驅動電機、線激光傳感器本體(114)連接，用于通過編碼器獲取位移臺中驅動電機運動脈沖，并將編碼器輸出的單端信號轉換成差分信號，再接入到線激光傳感器本體(114)的信號采集控制端上，實現待測零件傳動和傳感器點云采集時間一致；

上位機，包括“正轉”按鈕、“反轉”按鈕、“打開串口”按鈕、“點云采集”按鈕、“停止采集”按鈕、“加載數據”按鈕、“顯示圖像”按鈕，與驅動模塊連接以控制位移臺啟停、正反轉、速度和行程；

通訊控制模塊，位于上位機內且分別與驅動模塊、線激光傳感器本體(114)連接，用于傳送控制信號并且獲取驅動模塊的工作狀態，并建立與線激光傳感器本體(114)的通訊以用來初始化參數；

數據采集和可視化模塊，位于上位機內且與線激光傳感器本體(114)連接，用于通過點云處理函數完成數據的加載、數據格式的轉換、數據的降采樣、數據的平滑處理，通過VTK庫函數完成可視化界面的初始化、數據的可視化；

上述測量系統的測量方法包括：

(一)將待測零件放置在位移臺，調整好待測零件的方位，使線激光傳感器本體(114)與待測零件保持相對距離400mm以上，以及使待測零件處在線激光傳感器本體(114)有效視野范圍內；

(二)通過上位機操作界面對線激光傳感器本體(114)、驅動模塊分別進行參數初始化，點擊上位機界面上的“正轉”按鈕、“反轉”按鈕，調整位移臺的工作起點；

(三)單擊上位機界面上的“打開串口”按鈕調用串口類和監聽線程類設置串口參數；

(四)單擊上位機軟件主界面的“點云采集”按鈕，通過同步編碼脈沖獲取模塊，位移臺和線激光傳感器本體(114)同時工作；

(五)單擊“數據加載”按鈕，使用點云處理函數完成數據的加載、數據格式的轉換、數據的降采樣、數據的平滑等濾波處理；

(六)單擊“顯示圖像”按鈕，調用VTK庫函數完成可視化界面的初始化、數據的可視化。

2.根據權利要求1所述的一種基于線結構光的同步傳動表面輪廓測量系統，其特征在于：通訊控制模塊能夠初始化的參數包括IP地址、掃描模式、數據生成模式、使能方式。