專利名稱：一種投影三維測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三維測量裝置，具體涉及一種利用投影技術(shù)的三維測量裝 置。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的無陰影3維輪廓測量技術(shù)是雙側(cè)掃描測量方式。申請人株式會社高 永科技，申請的專利號為200480003759. X的專利中公開如下技術(shù)特征先是第一側(cè)光源產(chǎn) 生的平行光，經(jīng)過光柵產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)光經(jīng)過鏡片反射后照射測量對象的一側(cè)，另一側(cè)光源也 產(chǎn)生光柵結(jié)構(gòu)光經(jīng)過鏡片反射后照射測量對象的另一側(cè)，光柵移動后，兩側(cè)光源交替逐次 掃描，圖像采集裝置依次采集圖像，經(jīng)過計算機計算出兩側(cè)的三維圖實現(xiàn)無陰影3維測量。 雙側(cè)掃描測量裝置避免了陰影效應(yīng)，同時存在幾個缺陷在物體底面邊緣變化明顯時，在兩 側(cè)方向的交接處仍然有陰影影響，特別是在測量類似于圓形待測材料時，由于兩副3維結(jié) 果在拼接處，無重疊部分，造成待測材料旋轉(zhuǎn)時，測量不精準(zhǔn)。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，開發(fā)設(shè)計出一種測量更加精準(zhǔn)的投影測量裝置。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種投影三維測量裝置，包括底座，底座上設(shè)有安裝支架，底座上安裝有用以帶動 檢測頭裝置在測量對象上XYZ三方向移動的XYZ方向移動裝置，檢測頭包括圖像采集裝置 和投影裝置，圖像采集裝置安裝在被測對象上方，圖像采集裝置包括光電轉(zhuǎn)換元件，投影裝 置安裝在被測對象上方圖像采集裝置的一側(cè)，檢測頭內(nèi)設(shè)有控制器，控制器與所述圖像采 集裝置和投影裝置分別連接，至少三個所述的投影裝置安裝在支架上，并分布在被測物體 的至少三側(cè)。一種投影三維測量裝置，所述的投影裝置均勻分布在被測物體的上方一側(cè)?！N投影三維測量裝置，所述的投影裝置包括發(fā)光裝置，發(fā)光裝置下方平行設(shè)置 有用于產(chǎn)生條紋圖案結(jié)構(gòu)光的結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件；結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件下方平行設(shè)置用于將光柵 圖案投影到測量對象表面的投影透鏡組；所述的控制器由圖像采集單元、投影控制單元、計 算和數(shù)據(jù)存儲單元通過總線連接構(gòu)成；圖像采集單元的信號輸入端與光電轉(zhuǎn)換元件的信號 輸出端連接；投影控制單元的信號輸出端分別與平行光源部件、結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件的信號輸 出端連接。一種投影三維測量裝置，所述的投影裝置下安裝有環(huán)形光源，所述的控制器內(nèi)設(shè) 有環(huán)形光控制單元，環(huán)形光源的控制信號輸入端與環(huán)形光控制單元連接。一種投影三維測量裝置，所述發(fā)光裝置為用于產(chǎn)生發(fā)射白光的LED光源和用于產(chǎn) 生平行光的平行光源部件。一種投影三維測量裝置，所述平行光源部件由發(fā)光元件和透鏡依次平行排布。[0011]一種投影三維測量裝置，所述結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件由前偏振片、透射型顯示元件和后偏振片依次平行排布。一種投影三維測量裝置，其特征在于所述投影透鏡組由前投影透鏡組和后投影透 鏡組依次平行排布。本實用新型在測量時，每個投影裝置發(fā)出白色結(jié)構(gòu)光，依次照射在測量對象上，彩 色圖像采集部件依次采集從測量對象反射出的從3個角度上照射的結(jié)構(gòu)光，計算單元計算 出3個角度的三維測量結(jié)果，由于從三個角度獲得被測物體的各方位圖像，可以全面的覆 蓋被測物體的每個方位，從而取得高抗干擾3D測量結(jié)果，能夠提高對被測物體三維測量的 精度。

圖1為主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見附圖所示。投影三維測量裝置，包括底座41，底座41上設(shè)有安裝支架，底座41上安裝有用以 帶動檢測頭裝置在測量對象上XYZ三方向移動的XYZ方向移動裝置，檢測頭包括圖像采集 裝置20、投影裝置10和環(huán)形光源30，圖像采集裝置20安裝在被測對象40上方，圖像采集 裝置20包括光電轉(zhuǎn)換元件20a，三個投影裝置10安裝在被測對象40上方圖像采集裝置20 的一側(cè)并且均勻分布，投影裝置10下安裝有環(huán)形光源30。投影裝置10包括用于產(chǎn)生和發(fā) 射白光的LED光源1 Ia和平行光源部件1 Ib，LED光源1 Ia下方平行設(shè)置平行光源部件1 Ib ； 平行光源部件lib下方平行設(shè)置由前偏振片12、透射型顯示元件13和后偏振片14依次平 行排布用于產(chǎn)生條紋圖案結(jié)構(gòu)光的結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件；結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件下方平行設(shè)置由前投 影透鏡組15a和后投影透鏡15b組依次平行排布用于將光柵圖案投影到測量對象表面的投 影透鏡組15 ；控制器1由圖像采集單元la、投影控制單元lb、環(huán)形光控制單元lc、計算和存 儲單元Id通過總線Ie連接構(gòu)成；圖像采集單元Ia的信號輸入端與光電轉(zhuǎn)換元件20a的信 號輸出端連接；投影控制單元Ib的信號輸出端分別與平行光源部件lib、前偏振片12、透射 型顯示元件13和后偏振片14的信號輸出端連接。環(huán)形光源30的控制信號輸入端與環(huán)形 光控制單元Ic連接。在測量時，控制器1設(shè)定三個投影裝置10處于白光投影狀態(tài)，順序開啟和關(guān)閉三 個角度投影裝置10逐次測量，圖像采集裝置20依次拍照，經(jīng)相位解調(diào)后得知測量對象的高 度值。三相位條紋結(jié)構(gòu)光方式，需采集九張圖片，即為3N次采集；四相位條紋結(jié)構(gòu)光方式， 需采集十二張圖片，即為3N次采集。依次取得三次高度測量結(jié)果，在求平均值時，根據(jù)灰度 極限要求剔除陰影值。實現(xiàn)高精度高抗干擾高度測量。
權(quán)利要求一種投影三維測量裝置，包括底座，底座上設(shè)有安裝支架，底座上安裝有用以帶動檢測頭裝置在測量對象上XYZ三方向移動的XYZ方向移動裝置，檢測頭包括圖像采集裝置和投影裝置，圖像采集裝置安裝在被測對象上方，圖像采集裝置包括光電轉(zhuǎn)換元件，投影裝置安裝在被測對象上方圖像采集裝置的一側(cè)，檢測頭內(nèi)設(shè)有控制器，控制器與所述圖像采集裝置和投影裝置分別連接，其特征在于至少三個所述的投影裝置安裝在支架上，并分布在被測物體的至少三側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影三維測量裝置，其特征在于所述的投影裝置均勻分 布在被測物體的上方一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種投影三維測量裝置，其特征在于所述的投影裝置包 括發(fā)光裝置，發(fā)光裝置下方平行設(shè)置有用于產(chǎn)生條紋圖案結(jié)構(gòu)光的結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件；結(jié)構(gòu) 光調(diào)制部件下方平行設(shè)置用于將光柵圖案投影到測量對象表面的投影透鏡組；所述的控制 器由圖像采集單元、投影控制單元、計算和數(shù)據(jù)存儲單元通過總線連接構(gòu)成；圖像采集單元 的信號輸入端與光電轉(zhuǎn)換元件的信號輸出端連接；投影控制單元的信號輸出端分別與平行 光源部件、結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件的信號輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種投影三維測量裝置，其特征在于所述的投影裝置下 安裝有環(huán)形光源，所述的控制器內(nèi)設(shè)有環(huán)形光控制單元，環(huán)形光源的控制信號輸入端與環(huán) 形光控制單元連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種投影三維測量裝置，其特征在于所述發(fā)光裝置為用于產(chǎn) 生發(fā)射白光的LED光源和用于產(chǎn)生平行光的平行光源部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種投影三維測量裝置，其特征在于所述平行光源部件由發(fā) 光元件和透鏡依次平行排布。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種投影三維測量裝置，其特征在于所述結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件由 前偏振片、透射型顯示元件和后偏振片依次平行排布。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種投影三維測量裝置，其特征在于所述投影透鏡組由前投 影透鏡組和后投影透鏡組依次平行排布。
專利摘要本實用新型涉及一種投影三維測量裝置，包括底座，底座上設(shè)有安裝支架，底座上安裝有XYZ方向移動裝置，檢測頭包括圖像采集裝置和投影裝置，圖像采集裝置安裝在被測對象上方，檢測頭內(nèi)設(shè)有控制器，控制器與所述圖像采集裝置和投影裝置分別連接，至少三個所述的投影裝置安裝在支架上，并分布在被測物體的至少三側(cè)。本實用新型能更加精準(zhǔn)的實現(xiàn)物體的三維測量。
文檔編號G01B11/25GK201561742SQ200920180789
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者姚征遠(yuǎn) 申請人:姚征遠(yuǎn)