專利名稱：投影三維測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明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)白光掃描測量方式。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(jì)算機(jī)計(jì)算出兩側(cè)的三維圖實(shí)現(xiàn)無陰影3維 測量。雙側(cè)掃描測量裝置實(shí)現(xiàn)無陰影測量時需要分別依次在測量對象一側(cè)和另一測掃描， 其測量時間是單側(cè)測量裝置的兩倍，單側(cè)測量為采集N張照片時，雙側(cè)測量需采集2N張照 片。因此在雙側(cè)測量時，速度慢效率低。再次，每一側(cè)光柵的頻率是固定的，只能發(fā)射出單 一頻率的光柵結(jié)構(gòu)光，無法在測量期間動態(tài)改變，測量靈活性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，開發(fā)設(shè)計(jì)出一種測量更加精準(zhǔn)，且測量速度更快的 投影測量裝置。 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 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、投影 裝置和環(huán)形光源，投影裝置包括發(fā)光裝置、結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件和投影透鏡組，各部件依次平行 設(shè)置，檢測頭內(nèi)設(shè)有控制器，控制器與所述圖像采集裝置、投影裝置和環(huán)形光源分別連接， 投影裝置為至少兩個可分別發(fā)出不同顏色光的投影裝置；所述的圖像采集裝置設(shè)有用以采 集彩色光信號，并將彩色光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。 投影三維測量裝置，所述的發(fā)光裝置為可發(fā)出不同單色光的發(fā)光裝置。 投影三維測量裝置，所述的投影透鏡組后設(shè)置有用于按程序設(shè)定保證投影所需白
色或單色光譜的切換裝置。 投影三維測量裝置，所述的切換裝置由濾波片和濾波片驅(qū)動裝置組成；濾波片平 行設(shè)置于所述發(fā)光裝置的下方，濾波片驅(qū)動裝置與控制器連接。 投影三維測量裝置，所述的用以采集彩色光信號，并將彩色光信號轉(zhuǎn)換為電信號 的裝置為彩色光電轉(zhuǎn)換元件。 投影三維測量裝置，所述的彩色光電轉(zhuǎn)換元件為彩色CCD。 投影三維測量裝置，所述的彩色光電轉(zhuǎn)換元件為CMOS光電轉(zhuǎn)換元件。 本發(fā)明在測量時，3個角度的投影部件分別處于紅、綠、藍(lán)結(jié)構(gòu)光投影狀態(tài)，發(fā)出單
色結(jié)構(gòu)光，同時照射在測量對象表面，彩色圖像采集部件同時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，彩色圖像采集部件的紅綠藍(lán)單元可分離出3個角度上反射出的結(jié)構(gòu)光，計(jì)算機(jī)處理后取得高速無陰影3D測量結(jié)果。由于實(shí)現(xiàn)了三個角度的同時拍攝，大大 提高了工作效率，使測量速度提高。


圖1為實(shí)施例1主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為實(shí)施例2主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1、圖3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包括彩色光電轉(zhuǎn)換元件彩色CCD20a，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包括可 發(fā)出不同單色光的發(fā)光裝置11，發(fā)光裝置11方平行設(shè)置有結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件12;結(jié)構(gòu)光調(diào)制 部件12下方平行設(shè)置有投影透鏡組13 ;投影透鏡組13下方設(shè)置有用于按程序設(shè)定保證投 影所需白色或單色光譜的切換裝置，切換裝置由濾波片14和濾波片驅(qū)動裝置15組成；濾波 片驅(qū)動裝置15與控制器1的投影控制單元lb連接。 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(jì)算和存儲單 元ld通過總線le連接構(gòu)成；圖像采集單元la的信號輸入端與彩色CCD20a的信號輸出端 連接；投影控制單元lb的信號輸出端分別與平行光源部件llb、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lc連接。 本發(fā)明在測量時，三個角度的投影裝置10件分別處于紅、綠、藍(lán)結(jié)構(gòu)光投影狀態(tài)， 發(fā)出單色結(jié)構(gòu)光，同時照射在測量對象40表面，彩色CCD20a同時采集從測量對象40反射 出的從三個角度上照射的結(jié)構(gòu)光，彩色CCD20a的紅綠藍(lán)單元可分離出三個角度上反射出 的結(jié)構(gòu)光，計(jì)算機(jī)處理后取得高速無陰影3D測量結(jié)果。由于實(shí)現(xiàn)了三個角度的同時拍攝，
大大提高了工作效率，使測量速度提高。 實(shí)施例2 參見附圖2所示。 兩個投影裝置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。 其余同實(shí)施例1所述。 兩個角度的投影裝置10件分別處于不同彩色結(jié)構(gòu)光投影狀態(tài)，發(fā)出單色結(jié)構(gòu)光， 同時照射在測量對象40表面，彩色CCD20a同時采集從測量對象40反射出的從兩個角度上 照射的結(jié)構(gòu)光，彩色CCD20a可分離出兩個角度上反射出的結(jié)構(gòu)光，計(jì)算機(jī)處理后取得高速 無陰影3D測量結(jié)果。由于實(shí)現(xiàn)了兩個角度的同時拍攝，大大提高了工作效率，使測量速度 提高。
權(quán)利要求
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、投影裝置和環(huán)形光源，投影裝置包括發(fā)光裝置、結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件和投影透鏡組，各部件依次平行設(shè)置，檢測頭內(nèi)設(shè)有控制器，控制器與所述圖像采集裝置、投影裝置和環(huán)形光源分別連接，其特征在于所述的投影裝置為至少兩個可分別發(fā)出不同顏色光的投影裝置；所述的圖像采集裝置設(shè)有用以采集彩色光信號，并將彩色光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影三維測量裝置，其特征在于所述的發(fā)光裝置為可發(fā)出不 同單色光的發(fā)光裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影三維測量裝置，其特征在于所述的投影透鏡組后設(shè)置有 用于按程序設(shè)定保證投影所需白色或單色光譜的切換裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影三維測量裝置，其特征在于所述的切換裝置由濾波片和 濾波片驅(qū)動裝置組成；濾波片平行設(shè)置于所述發(fā)光裝置的下方，濾波片驅(qū)動裝置與所述控 制器連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影三維測量裝置，其特征在于所述的用以采集彩色光信 號，并將彩色光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置為彩色光電轉(zhuǎn)換元件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影三維測量裝置，其特征在于所述的彩色光電轉(zhuǎn)換元件為 彩色CCD。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的投影三維測量裝置，其特征在于所述的彩色光電轉(zhuǎn)換元件為 CMOS光電轉(zhuǎn)換元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及投影三維測量裝置，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、投影裝置和環(huán)形光源，投影裝置包括發(fā)光裝置、結(jié)構(gòu)光調(diào)制部件、投影透鏡組和，各部件依次平行設(shè)置，檢測頭內(nèi)設(shè)有控制器，控制器與圖像采集裝置、投影裝置和環(huán)形光源分別連接，投影裝置為至少兩個可分別發(fā)出不同顏色光的投影裝置；圖像采集裝置設(shè)有用以采集彩色光信號，并將彩色光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。本發(fā)明測量被測物體的三維尺寸更加精準(zhǔn)，且測量速度更快。
文檔編號G01B11/25GK101706264SQ20091024619
公開日2010年5月12日 申請日期2009年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者姚征遠(yuǎn) 申請人:姚征遠(yuǎn)