一種基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于三維測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種以面陣方式獲取掃描物體三維點(diǎn)云的基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]面陣結(jié)構(gòu)光測(cè)量，其掃描原理是通過投影儀向被掃描物體(即待測(cè)量物體)投射有一定相位差的光柵條紋，以計(jì)算被標(biāo)定的雙目相機(jī)拍攝的圖像中每個(gè)像素的相位值，然后根據(jù)相位值計(jì)算物體的三維物點(diǎn)坐標(biāo)；與一般的光學(xué)測(cè)量相比，面陣結(jié)構(gòu)光測(cè)量具有非接觸測(cè)量、測(cè)量速度快、測(cè)量精度提高、抗干擾性好等優(yōu)勢(shì)，是目前最為先進(jìn)的三維測(cè)量技術(shù)之一。它在逆向工程、工業(yè)質(zhì)量檢測(cè)、3D打印、零件修復(fù)等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。此外，對(duì)于一些復(fù)雜曲面零件，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、燃?xì)廨啓C(jī)葉片、汽輪機(jī)葉片、艦船螺旋槳葉片等，它們關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防安全和國(guó)家制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，這類零件在設(shè)計(jì)制造過程中的精密測(cè)量尤其重要，對(duì)于它們的測(cè)量，面陣視覺測(cè)量技術(shù)具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)，在制造前期，它得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以用于快速設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率，在制造過程中，它可以用于產(chǎn)品質(zhì)量控制，通過在線測(cè)量提高制造精度，在制造后期，它可以用來進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，保證出品合格率。
[0003]盡管面陣結(jié)構(gòu)光測(cè)量裝置能在一定程度上解決復(fù)雜目標(biāo)的測(cè)量問題，但現(xiàn)有的面陣結(jié)構(gòu)光測(cè)量裝置往往掃描速度較慢，尤其是當(dāng)待測(cè)量目標(biāo)較大時(shí)，無法大范圍的測(cè)量目標(biāo)表面，并且測(cè)量精度不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置，其中通過對(duì)其關(guān)鍵組件的結(jié)構(gòu)及其設(shè)置方式、內(nèi)部構(gòu)造等進(jìn)行改進(jìn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠有效解決現(xiàn)有面陣結(jié)構(gòu)光測(cè)量裝置掃描速度慢、無法大范圍測(cè)量目標(biāo)表面的問題，并且還確保了測(cè)量精度，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置，其特征在于，包括三角架、支撐板、面陣投影儀、載物臺(tái)、手動(dòng)角位臺(tái)和雙目相機(jī)，其中:
[0006]所述三角架與所述支撐板連接；
[0007]所述支撐板上固定設(shè)置有滑軌和所述面陣投影儀；
[0008]所述載物臺(tái)包括第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)；所述第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)均安裝在所述滑軌上，并分別位于所述面陣投影儀的兩側(cè)；
[0009]所述手動(dòng)角位臺(tái)包括第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)，分別安裝在所述第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)上；
[0010]所述雙目相機(jī)包含第一鏡頭和第二鏡頭；所述第一鏡頭和第二鏡頭分別安裝在第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)上，所述第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)用于調(diào)整所述第一鏡頭和第二鏡頭的俯仰角。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述滑軌上還設(shè)置有導(dǎo)桿，用于移動(dòng)和鎖緊固定所述第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，該面陣測(cè)量裝置還包括外殼，用于包裹所述支撐板、面陣投影儀、載物臺(tái)、手動(dòng)角位臺(tái)和雙目相機(jī)；所述外殼在所述第一鏡頭和第二鏡頭位置處還開設(shè)有孔便于調(diào)整所述第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)，以及移動(dòng)所述第一鏡頭和弟—.鏡頭。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述外殼在所述面陣投影儀位置處還開有孔用于暴露所述面陣投影儀的操作面板。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述外殼上還開設(shè)有矩形陣列的散熱槽。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述外殼包括上殼體和下殼體。
[0016]通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于雙目相機(jī)通過滑軌上的導(dǎo)桿可以實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)，能夠根據(jù)待測(cè)量目標(biāo)的大小，靈活調(diào)整掃描范圍，雙目相機(jī)既能與投影儀光軸成對(duì)稱布置也能與投影儀成非對(duì)稱布置，形成基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置。雙目相機(jī)的每個(gè)鏡頭(包括第一鏡頭和第二鏡頭)都可以通過調(diào)節(jié)手動(dòng)角位臺(tái)來精細(xì)調(diào)整雙目相機(jī)兩個(gè)相機(jī)鏡頭的光軸夾角、鏡頭光軸與投影儀光軸的夾角等，提高測(cè)量精度，減小測(cè)量誤差。此外，本測(cè)量裝置的外殼在特定位置(包括第一鏡頭和第二鏡頭位置處、面陣投影儀位置處等)開設(shè)有孔，便于調(diào)整面陣投影儀，調(diào)整手動(dòng)角位臺(tái)，從而調(diào)整雙目相機(jī)第一鏡頭和第二鏡頭的俯仰角。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型未安裝外殼時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖中各附圖標(biāo)記的含義如下:1為三腳架，2為支撐板，3為投影儀，4為滑軌，5為載物臺(tái)，6為手動(dòng)角位臺(tái)，7為雙目相機(jī)，8為外殼。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]實(shí)施例1
[0022]圖1、圖2所示為一種雙目視覺面陣測(cè)量裝置，包含三角架I，三角架I為可調(diào)整三腳架，通過調(diào)整三腳架I的三維云臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)多角度測(cè)量，通過調(diào)整三腳架I的中軸，可實(shí)現(xiàn)變高度測(cè)量。三腳架I通過螺絲連接支撐板2。支撐板2通過螺絲連接數(shù)字面陣投影儀3和滑軌4。數(shù)字面陣投影儀型號(hào)為明基W1000數(shù)碼投影儀，分辨率為1920X1080，可向被掃描物體投射一定相位差的光柵條紋?；?通過螺栓連接外殼8。
[0023]上述滑軌4兩側(cè)分別安裝載物臺(tái)5。載物臺(tái)5上設(shè)有手動(dòng)角位臺(tái)6。手動(dòng)角位臺(tái)6型號(hào)為L(zhǎng)Y101SJW10M，其精度高能保證相機(jī)光軸夾角相差1°之內(nèi)。手動(dòng)角位臺(tái)上裝有雙目相機(jī)7。其型號(hào)為Point Grey公司的50S5，雙目相機(jī)7上的可調(diào)焦鏡頭焦距為f = 24mm。雙目相機(jī)7可以通過二維靶標(biāo)標(biāo)定，為三維重建提供內(nèi)部參數(shù)與外部參數(shù)。雙目相機(jī)7與投影儀3都與電腦連接，用于計(jì)算目標(biāo)的各項(xiàng)參數(shù)，獲得測(cè)量值。
[0024]上述滑軌4上設(shè)置有導(dǎo)桿，雙目相機(jī)7的每個(gè)鏡頭均能夠沿導(dǎo)桿移動(dòng)，并通過鎖緊螺釘固定。因此雙目相機(jī)既能與投影儀光軸成對(duì)稱布置(即雙目相機(jī)7的每個(gè)鏡頭距離投影儀光軸的距離相等)，也能與投影儀成非對(duì)稱布置，方便測(cè)量原型系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試試驗(yàn)。
[0025]根據(jù)上述投影儀3投影光柵與相機(jī)7的視場(chǎng)要求，相機(jī)的俯仰角可用所述手動(dòng)角位臺(tái)進(jìn)行調(diào)整。
[0026]上述外殼8分上下兩塊殼體，其由塑料注塑而成。外殼8可對(duì)該測(cè)量裝置內(nèi)部的投影儀、相機(jī)等起保護(hù)作用。外殼中間開有矩形孔以露出投影儀操作面板，利于操作投影儀面板。外殼兩側(cè)(尤其是投影儀位置以及雙目相機(jī)位置)開有矩形陣列的散熱槽，利于掃描儀的散熱。當(dāng)然，外殼8在投影儀3的投影輸出位置也必然開設(shè)有孔，以便于投影儀3將有一定相位差的光柵條紋投射到待測(cè)量目標(biāo)。
[0027]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置，其特征在于，包括三角架(1)、支撐板(2)、面陣投影儀(3)、載物臺(tái)(5)、手動(dòng)角位臺(tái)(6)和雙目相機(jī)(7)，其中: 所述三角架(I)與所述支撐板(2)連接； 所述支撐板(2)上固定設(shè)置有滑軌(4)和所述面陣投影儀(3); 所述載物臺(tái)(5)包括第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)；所述第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)均安裝在所述滑軌(4)上，并分別位于所述面陣投影儀(3)的兩側(cè)； 所述手動(dòng)角位臺(tái)(6)包括第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)，分別安裝在所述第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)上； 所述雙目相機(jī)(7)包含第一鏡頭和第二鏡頭；所述第一鏡頭和第二鏡頭分別安裝在第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)上，所述第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)用于調(diào)整所述第一鏡頭和第二鏡頭的俯仰角。
2.如權(quán)利要求1所述基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置，其特征在于，所述滑軌(4)上還設(shè)置有導(dǎo)桿，用于移動(dòng)和鎖緊固定所述第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)。
3.如權(quán)利要求1所述基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置，其特征在于，該面陣測(cè)量裝置還包括外殼(8)，用于包裹所述支撐板(2)、面陣投影儀(3)、載物臺(tái)(5)、手動(dòng)角位臺(tái)(6)和雙目相機(jī)(7);所述外殼(8)在所述第一鏡頭和第二鏡頭位置處還開設(shè)有孔便于調(diào)整所述第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)，以及移動(dòng)所述第一鏡頭和第二鏡頭。
4.如權(quán)利要求3所述基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置，其特征在于，所述外殼(8)在所述面陣投影儀(3)位置處還開有孔用于暴露所述面陣投影儀(3)的操作面板。
5.如權(quán)利要求3所述基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置，其特征在于，所述外殼(8)上還開設(shè)有矩形陣列的散熱槽。
6.如權(quán)利要求3所述基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置，其特征在于，所述外殼(8)包括上殼體和下殼體。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于雙目視覺的面陣測(cè)量裝置，包括三角架、支撐板、滑軌、面陣投影儀、載物臺(tái)、手動(dòng)角位臺(tái)和雙目相機(jī)，載物臺(tái)包括第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)；第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)均安裝在滑軌上，并分別位于面陣投影儀的兩側(cè)；手動(dòng)角位臺(tái)包括第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)，分別安裝在第一載物臺(tái)和第二載物臺(tái)上；雙目相機(jī)包含第一鏡頭和第二鏡頭；第一鏡頭和第二鏡頭分別安裝在第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)上，第一手動(dòng)角位臺(tái)和第二手動(dòng)角位臺(tái)用于調(diào)整第一鏡頭和第二鏡頭的俯仰角。本實(shí)用新型雙目視覺面陣測(cè)量裝置能快速、大范圍的測(cè)量物體表面并獲得較高的測(cè)量精度。
【IPC分類】G01B11-25
【公開號(hào)】CN204405025
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520122067
【發(fā)明人】謝核, 蔣誠(chéng), 李文龍
【申請(qǐng)人】武漢克諾德智能科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月2日