專(zhuān)利名稱(chēng)：一種面結(jié)構(gòu)光掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種逆向工程的測(cè)量?jī)x器，具體涉及一種用于逆向工程的 面結(jié)構(gòu)光掃描裝置。
背景技術(shù)：
逆向工程在縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、消化國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品中發(fā)揮著重 要的作用。逆向工程測(cè)量設(shè)備的好壞直接影響到對(duì)被測(cè)實(shí)體進(jìn)行描述的精確、
完整程度，進(jìn)而影響到重構(gòu)的CAD曲面、實(shí)體模型的質(zhì)量，是逆向工程的基礎(chǔ)。 目前，在逆向設(shè)計(jì)領(lǐng)域使用最為廣泛的測(cè)量設(shè)備主要有以下四種接觸式
坐標(biāo)測(cè)量裝置、三維激光掃描測(cè)量裝置、柔性三坐標(biāo)測(cè)量裝置、光柵掃描測(cè)量 裝置。接觸式的三坐標(biāo)測(cè)量裝置測(cè)量技術(shù)和三維激光掃描測(cè)量技術(shù)以及光柵測(cè) 量?jī)x己經(jīng)比較成熟，它們?cè)谝欢ǔ潭壬峡梢赃M(jìn)行曲面測(cè)量，但還分別存在以下
不足
接觸式的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)精度高，但是每次只能測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，測(cè)量速度慢， 難于進(jìn)行曲面造型設(shè)計(jì)，無(wú)法測(cè)量軟質(zhì)物體，操作起來(lái)較繁瑣。
三維激光掃描測(cè)量?jī)x體積龐大，需要較大的平臺(tái)，精度、速度受到限制， 測(cè)量范圍也受制于測(cè)量?jī)x的平臺(tái)尺寸。
光柵式三維測(cè)量?jī)x采用光柵作為光源，測(cè)量速度快，但是測(cè)量方法受物體 表面顏色的限制，不能測(cè)量黑色物體和反光物體。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種面結(jié)構(gòu)光掃描裝置，該掃描裝置具有測(cè)量 速度快、精度高、掃描范圍廣和便于攜帶的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型提供的一種面結(jié)構(gòu)光掃描裝置，其特征在于該裝置包括左CCD 攝像頭、右CCD攝像頭和投影儀；投影儀位于框架內(nèi)；安裝架兩端開(kāi)有對(duì)稱(chēng)的 左、右通槽，中部設(shè)有通孔，上述左、右通槽底部均開(kāi)有兩個(gè)階梯孔，左CCD 攝像頭與左固定塊固定連接，并通過(guò)第一、第二螺釘安裝在安裝架的左通槽的
兩個(gè)階梯孔內(nèi)；右CCD攝像頭和右固定塊固定相聯(lián)，并通過(guò)第三、第四螺釘安 裝在安裝架的右通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；所述階梯孔分別與第一、第二螺釘和第 三、第四螺釘相配合。
本實(shí)用新型面結(jié)構(gòu)光掃描裝置的主要特點(diǎn)是(1)利用模塊化的安裝架，
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定緊湊，方便安裝和卸載，并可以調(diào)整其測(cè)量范圍。(2)測(cè)量速度快， 采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)光面掃描技術(shù)，單次采集時(shí)間可以只需l秒。(3)采集數(shù)據(jù)多， 單次采集數(shù)據(jù)可達(dá)100萬(wàn)點(diǎn)以上。(4)測(cè)量面積大，單次采集面積可達(dá)到 400mmX320mm。 (5)測(cè)量精度高，單次測(cè)量精度可達(dá)O. 05mm 0. 02mm，能夠滿(mǎn) 足逆向工程及精度檢測(cè)的需要。(6)便攜性好，可方便攜帶到測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，隨時(shí) 隨地完成測(cè)量。


圖l為本實(shí)用新型面結(jié)構(gòu)光掃描裝置的主視圖2為本實(shí)用新型面結(jié)構(gòu)光掃描裝置的俯視圖3為安裝架右通槽部分的主視圖4為安裝架右通槽部分的俯視圖5為本實(shí)用新型掃描裝置的使用示意圖。
下面根據(jù)附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
如圖l、圖2所示，本實(shí)用新型面結(jié)構(gòu)光掃描裝置包括左CCD攝像頭2、右CCD 攝像頭3和投影儀8。
框架l采用中空結(jié)構(gòu)，投影儀14位于框架1內(nèi)，框架1底部與三角架14相連。 安裝架4兩端開(kāi)有通槽，左右兩邊通槽為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，中部設(shè)有通孔9。 左CCD攝像頭2與左固定塊5固定連接，并通過(guò)第一、第二螺釘IO、 ll安裝 在安裝架4的左通槽內(nèi)。右CCD攝像頭3和右固定塊6固定相聯(lián)，并通過(guò)第三、第 四螺釘12、 13安裝在安裝架4的右通槽內(nèi)。
如圖3、 4所示，安裝架4左、右通槽底部均開(kāi)有兩個(gè)與螺釘配合的階梯孔， 如右通槽內(nèi)，第三螺釘12與階梯孔15配合，第四螺釘13與階梯孔16配合。第一 螺釘10和第四螺釘13可以沿自身軸心旋轉(zhuǎn)，第二螺釘11和第三螺釘12可以分別 以第一螺釘IO、第四螺釘13為圓心旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度由階梯孔16的弧度決定。階 梯孔16的弧度根據(jù)待測(cè)量物體的尺寸確定。這樣可以保證左固定塊5和右固定 塊6均能在平行于安裝架4的平面上旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而保證左CCD攝像頭2 和右CCD攝像頭3的角度可調(diào)。安裝架4與框架1的連接，并且框架1內(nèi)的投影儀8 的光源通過(guò)安裝架4的通孔9垂直投射出。
如圖5所示，為本實(shí)用新型掃描裝置的使用示意圖，由便攜式三角架14和 結(jié)構(gòu)光掃描頭組成。掃描頭與三角架相連。通過(guò)三角架在各方向上的平移與旋 轉(zhuǎn)，帶動(dòng)掃描頭移動(dòng)與旋轉(zhuǎn)。掃描頭可以在水平方向上做360。自由旋轉(zhuǎn)，在
垂直方向上也能有一定的旋轉(zhuǎn)角度。
使用便攜式面結(jié)構(gòu)光測(cè)量裝置測(cè)量物體時(shí)，首先通過(guò)移動(dòng)三角架14保證測(cè) 量頭移動(dòng)到空間中的某個(gè)位姿，在計(jì)算機(jī)軟件的控制下，投影儀8投射出的投 影光源透過(guò)安裝架4的中孔9投射至被測(cè)物體表面，然后使用左右兩個(gè)CCD攝像 頭2、 3同步拍攝一組照片，最后根據(jù)拍攝的照片、結(jié)構(gòu)光掃描測(cè)量頭的結(jié)構(gòu)參 數(shù)和兩個(gè)CCD攝像頭的內(nèi)外參數(shù)計(jì)算出被測(cè)物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。如果被 測(cè)物體較大，可將測(cè)量頭移動(dòng)到三角架測(cè)量空間中的另一個(gè)位姿測(cè)量被測(cè)物體 其他部位的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并將數(shù)次測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一基座坐標(biāo)系下；如此 反復(fù)，便可測(cè)得整個(gè)被測(cè)物體在同一基座坐標(biāo)系下的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
以上示意性的對(duì)發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有局限性，附圖 中所示的也只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員受其啟示，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，采用其它形式的同類(lèi)部 件或其它形式的各部件布局方式，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的技 術(shù)方案與實(shí)施例，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種面結(jié)構(gòu)光掃描裝置，其特征在于該裝置包括左CCD攝像頭(2)、右CCD攝像頭(3)和投影儀(8)；投影儀(14)位于框架(1)內(nèi)；安裝架(4)兩端開(kāi)有對(duì)稱(chēng)的左、右通槽，中部設(shè)有通孔(9)，上述左、右通槽底部均開(kāi)有兩個(gè)階梯孔，左CCD攝像頭(2)與左固定塊(5)固定連接，并通過(guò)第一、第二螺釘(10、11)安裝在安裝架(4)的左通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；右CCD攝像頭(3)和右固定塊(6)固定相聯(lián)，并通過(guò)第三、第四螺釘(12、13)安裝在安裝架(4)的右通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；所述階梯孔分別與第一、第二螺釘(10、11)和第三、第四螺釘(12、13)相配合。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種面結(jié)構(gòu)光掃描裝置，包括左CCD攝像頭、右CCD攝像頭和投影儀。投影儀位于框架內(nèi)；安裝架兩端開(kāi)有對(duì)稱(chēng)的左、右通槽，中部設(shè)有通孔，上述左、右通槽底部均開(kāi)有兩個(gè)階梯孔，左CCD攝像頭與左固定塊固定連接，并通過(guò)第一、第二螺釘安裝在安裝架的左通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；右CCD攝像頭和右固定塊固定相聯(lián)，并通過(guò)第三、第四螺釘安裝在安裝架的右通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；所述階梯孔分別與螺釘相配合。本實(shí)用新型利用模塊化的安裝架，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定緊湊，方便安裝和卸載，并可以調(diào)整其測(cè)量范圍；測(cè)量速度快，采集數(shù)據(jù)多；測(cè)量面積大，測(cè)量精度高，能夠滿(mǎn)足逆向工程及精度檢測(cè)的需要。便攜性好，可方便攜帶到測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，隨時(shí)隨地完成測(cè)量。
文檔編號(hào)G01C11/36GK201191178SQ20072008545
公開(kāi)日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者鋼 周, 朱本璋, 李中偉, 李曉寧, 杜俊賢, 彪 楊, 王從軍 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)