相移柵線投影測量儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種相移柵線投影測量儀，包括：基座，安裝在所述基座上、且能在該基座上前后移動的移動平臺，安裝于所述移動平臺上的標(biāo)定板，能夠投射光柵的數(shù)碼投影儀，與所述數(shù)碼投影儀相連的計算機，以及與所述計算機相連的攝像頭。本實用新型這種相移柵線投影測量儀結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，在測量三維形貌時，既可以直觀地判別被測物的外形，又能得到實際的三維尺寸。
【專利說明】相移柵線投影測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種相移柵線投影測量儀，用于對物體表面形貌進行測量。

【背景技術(shù)】
[0002]投影柵線法是利用擴束光(或準(zhǔn)直光)照射預(yù)制的柵線(參考柵)，將柵線投射在被測量的物體上，由于被測物體表面的起伏，柵線發(fā)生變形(變形柵)再與柵線本身(未變形)干涉，從柵線的投影方向看去，可以看到被測量物體的三維形貌等高線。這是典型的光學(xué)無損檢測方法，廣泛應(yīng)用在制造業(yè)、醫(yī)學(xué)、電子等行業(yè)。最早關(guān)于這方面的報道是1874年Rayleigh發(fā)現(xiàn)了投影柵線可以得到物體的等高線；而1973年國外某醫(yī)院首先利用投影柵線法研制出了測量發(fā)育不良患者的脊柱是否對稱的投影柵線測量儀，主要就是利用投影柵線對高度和對稱性敏感的特點。
[0003]然而，目前采用投影柵線法對物體外表面形貌進行測量的儀器都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣等缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型目的是:針對上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的相移柵線投影測量儀。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種相移柵線投影測量儀，包括:
[0006]基座，
[0007]安裝在所述基座上、且能在該基座上前后移動的移動平臺，
[0008]安裝于所述移動平臺上的標(biāo)定板，
[0009]能夠投射光柵的數(shù)碼投影儀，
[0010]與所述數(shù)碼投影儀相連的計算機，
[0011]以及與所述計算機相連的攝像頭。
[0012]本實用新型在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括以下優(yōu)選技術(shù)方案:
[0013]所述移動平臺上設(shè)置有用于固定所述標(biāo)定板的固定架，所述標(biāo)定板與所述固定架可拆卸連接。
[0014]所述攝像頭的分辨率為1280X1024。
[0015]還包括投影儀支架，所述數(shù)碼投影儀布置在該投影儀支架上。
[0016]所述投影儀支架上面設(shè)置有一升降支架，所述攝像頭安裝在該升降支架上。
[0017]所述基座的上部帶有氣動防震平臺，所述移動平臺可前后移動地布置在該氣動防震平臺上。
[0018]所述攝像頭為CXD攝像頭。
[0019]本實用新型的優(yōu)點是:本實用新型這種測量儀采用由計算機控制的數(shù)碼投影儀投射所需要的光柵，光柵的密度及光場視野大小都可以精確調(diào)節(jié)。采用移動平臺系統(tǒng)對柵線投影系統(tǒng)進行標(biāo)定，標(biāo)定精度高且控制方便。利用相移條紋圖像處理軟件對所采集到的圖像進行處理，得到被測物體的三維形貌。該儀器在測量三維形貌時，既可以直觀地判別被測物的外形，如檢查對稱性、缺陷檢測等，還能得到實際的三維尺寸，這對于進行模型設(shè)計、現(xiàn)場測試等都很實用，因而受到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。通過實踐證明該儀器具有實時顯示、操作方便、精度聞等諸多優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0021]圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0022]圖2為圖1的左視圖；
[0023]圖3為投影柵線法的測量原理圖。
[0024]其中:1_基座、Ia-啟動防震平臺，2-移動平臺、3-標(biāo)定板、4-數(shù)碼投影儀、5-升降支架、6-攝像頭、7-投影儀支架，8-固定架。

【具體實施方式】
[0025]實施例:圖1和圖2出示了本實用新型這種相移柵線投影測量儀的一個具體實施例，它主要由基座1、移動平臺2、標(biāo)定板3、數(shù)碼投影儀4、計算機(圖中未畫出)和攝像頭6構(gòu)成。其中:移動平臺2安裝在所述基座I上，且能在該基座上前后移動。標(biāo)定板3安裝在移動平臺2上，具體為，移動平臺2上設(shè)置有用于固定標(biāo)定板3的固定架，所述標(biāo)定板3與該固定架可拆卸連接。數(shù)碼投影儀4能夠投射光柵。數(shù)碼投影儀4和攝像頭6均與計算機相連。
[0026]再結(jié)合圖1所示，現(xiàn)將本實施例這種相移柵線投影測量儀的使用方法簡單介紹如下:在對被測物進行測量之前，將標(biāo)定板3安裝在移動平臺2的固定架上，由計算機控制移動平臺3在基座I上移動(移動平臺3為電動平臺)，并且由計算機控制數(shù)碼投影儀4向標(biāo)定板3上投射所需要的光柵(本例中，該光柵由多條上下平行相間的多條柵線構(gòu)成)，根據(jù)移動平臺3的移動距離大小以及標(biāo)定板3上光柵投影的形變大小對光柵投影系統(tǒng)進行標(biāo)定，得到參考柵，標(biāo)定完成后，將被測物體放置在測量區(qū)域，將這組平行相間的柵線投影到被測物體表面上形成一個變形柵，這個變形柵與參考柵相互干涉，形成云紋條紋。該條紋反映的是曲面上各點離開參考柵的相對距離，所有離開柵線距離相等的點落在同一級條紋上，形成等高線，攝像頭6采集下所述云紋條紋的圖像后將其傳輸給計算機，再由計算機由此即可得到被測物體的三維形貌。
[0027]本例中，所述攝像頭6的采用分辨率為1280 X 1024的高清攝像頭，而且是(XD攝像頭。
[0028]為了方便所述數(shù)碼投影儀4的排放，本例還設(shè)置了一個投影儀支架7，數(shù)碼投影儀4布置在該投影儀支架7上。為了讓攝像頭6能夠完整采集到因干涉形成的所有云紋條紋，本例還在所述投影儀支架7上面設(shè)置了一升降支架5，并將所述攝像頭6安裝在該升降支架5上。
[0029]為了避免所述移動平臺2在基座I上前后移動時產(chǎn)生振動，本例特在基座I的上部設(shè)置了氣動防震平臺Ia (氣動防震平臺Ia為基座I的一部分)，所述移動平臺2可前后移動地布置在該氣動防震平臺Ia上。
[0030]本測量儀既可配備10倍變焦遠(yuǎn)距離顯微成像鏡頭，也可配備普通變焦鏡頭，使得該儀器能同時滿足細(xì)觀及宏觀的測量要求，其不僅可用于微電子、生物、微機械等微細(xì)結(jié)構(gòu)的形貌及變形測量，也可用于混凝土結(jié)構(gòu)、巖土試樣等大型構(gòu)件表面形貌和變形測量。而且該儀器配有相應(yīng)的相移條紋圖像處理軟件，使得該儀器測量精度明顯提高，并且使用方便、操作簡單。該儀器具有實時顯示、操作方便、精度高等優(yōu)點。
[0031]實際應(yīng)用時，上述基座I和投影儀支架7均放置在地面上。
[0032]當(dāng)然，上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓人們能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種相移柵線投影測量儀，其特征在于它包括: 基座(1)， 安裝在所述基座(I)上、且能在該基座上前后移動的移動平臺(2)， 安裝于所述移動平臺(2)上的標(biāo)定板(3)， 能夠投射光柵的數(shù)碼投影儀(4)， 與所述數(shù)碼投影儀(4)相連的計算機， 以及與所述計算機相連的攝像頭(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:所述移動平臺(2)上設(shè)置有用于固定所述標(biāo)定板(3)的固定架(8)，所述標(biāo)定板(3)與所述固定架(8)可拆卸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:所述攝像頭(6)的分辨率為1280X1024。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:還包括投影儀支架(7)，所述數(shù)碼投影儀(4)布置在該投影儀支架(7)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:所述投影儀支架(7)上面設(shè)置有一升降支架(5)，所述攝像頭(6)安裝在該升降支架(5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:所述基座(I)的上部帶有氣動防震平臺(Ia)，所述移動平臺(2)可前后移動地布置在該氣動防震平臺(Ia)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:所述攝像頭(6)為CCD攝像頭。
【文檔編號】G01B11/25GK204101007SQ201420556663
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】李鷹 申請人:卓力特光電儀器(蘇州)有限公司