全文摘要
本实用新型公开了一种基于线光源的轮廓测量装置，其包括载物平台、图像采集终端、控制处理终端、至少一第一线光源以及至少一第二线光源。载物平台上设有测量区域，被测物体置于测量区域内。第一线光源和第二线光源分别用于向被测物体投射第一光源线和第二光源线，且第一线光源沿第二光源线的方向排列，第二线光源沿第一光源线的方向排列。图像采集终端用于采集第一线光源和第二线光源投射在被测物体上的投影图像，且第一线光源和第二线光源与图像采集终端的光轴之间分别具有第一预设角度和第二预设角度。控制处理终端用于根据第一线光源和第二线光源与图像采集终端的位置关系，计算待测物体的三维轮廓。本实用新型可有效提高对被测物体的扫描精度。
主设计要求
1.一种基于线光源的轮廓测量装置，其特征在于，包括：载物平台，其上设有测量区域，被测物体置于所述测量区域的中心位置；至少一第一线光源，用于向被测物体投射第一光源线；至少一第二线光源，用于向被测物体投射第二光源线，所述第二光源线与所述第一光源线交叉且形成的交叉点投射在所述测量区域内；且，所述第一线光源沿第二光源线的方向排列，所述第二线光源沿第一光源线的方向排列；图像采集终端，用于采集所述第一线光源和所述第二线光源投射在被测物体上的投影图像；所述图像采集终端的光轴穿过所述测量区域的中心位置；并且所述第一线光源与所述图像采集终端的光轴之间具有第一预设角度，所述第二线光源与所述图像采集终端的光轴之间具有第二预设角度；控制处理终端，用于根据所述第一线光源和第二线光源与所述图像采集终端的位置关系，计算待测物体的三维轮廓。
设计方案
1.一种基于线光源的轮廓测量装置，其特征在于，包括：
载物平台，其上设有测量区域，被测物体置于所述测量区域的中心位置；
至少一第一线光源，用于向被测物体投射第一光源线；
至少一第二线光源，用于向被测物体投射第二光源线，所述第二光源线与所述第一光源线交叉且形成的交叉点投射在所述测量区域内；且，所述第一线光源沿第二光源线的方向排列，所述第二线光源沿第一光源线的方向排列；
图像采集终端，用于采集所述第一线光源和所述第二线光源投射在被测物体上的投影图像；所述图像采集终端的光轴穿过所述测量区域的中心位置；并且所述第一线光源与所述图像采集终端的光轴之间具有第一预设角度，所述第二线光源与所述图像采集终端的光轴之间具有第二预设角度；
控制处理终端，用于根据所述第一线光源和第二线光源与所述图像采集终端的位置关系，计算待测物体的三维轮廓。
2.如权利要求1所述的基于线光源的轮廓测量装置，其特征在于，所述第一预设角度在0°～80°之间。
3.如权利要求1所述的基于线光源的轮廓测量装置，其特征在于，所述第二预设角度在0°～80°之间。
4.如权利要求1所述的基于线光源的轮廓测量装置，其特征在于，所述第一线光源投射的第一光源线与所述图像采集终端的水平方向相平行，所述第二线光源投射的第二光源线与所述图像采集终端的竖直方向相平行。
5.如权利要求1-4任意一项所述的基于线光源的轮廓测量装置，其特征在于，所述第一线光源和所述第二线光源均为一字型线激光器或线阵光源。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及三维测量的技术领域，特别涉及一种基于线光源的轮廓测量装置。
背景技术
基于线光源检测物体三维轮廓是一种常用的检测手段，多数采用一字线光源，检测速度较慢。为了满足生产的快速检测需求，实现同时快速检测物体横向和纵向两个方向的轮廓，改用两个相互垂直线光源进行扫描。
然而，由于十字线光源只有一个光源发射位置，如果载物台平面与相机光轴垂直，相机图像上获得两条垂直的光源线时，就会有一个光源线与光源构成的面与相机光轴共面或平行，当光源面与相机光轴共面则无法检测三维信息，而当光源面与相机光轴平行时，三维检测精度也会很差。并且由于十字线光源无法独立控制每条线光源的亮度，由于不同的材料表面反光性不同，会造成两条线的亮度差异较大，从而无法同时实现最佳检测效果。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型的主要目的是提供一种基于线光源的轮廓测量装置，旨在提高对被测物体的扫描速度和扫描效果。
为实现上述目的，本实用新型提出的基于线光源的轮廓测量装置，包括：载物平台，至少一第一线光源，至少一第二线光源，图像采集终端，以及控制处理终端。载物平台上设有测量区域，被测物体置于所述测量区域的中心位置。第一线光源用于向被测物体投射第一光源线，第二线光源用于向被测物体投射第二光源线，所述第二光源线与所述第一光源线交叉图像采集终端用于采集所述第一线光源和所述第二线光源投射在被测物体上的投影图像，且所述图像采集终端的光轴穿过所述测量区域的中心位置。并且，所述第一线光源与所述图像采集终端的光轴之间具有第一预设角度，所述第二线光源与所述图像采集终端的光轴之间具有第二预设角度。控制处理终端用于根据所述第一线光源和第二线光源与所述图像采集终端的位置关系，计算待测物体的三维轮廓。
在本实用新型的一些实施方式中，第一预设角度在0°～80°之间。
在本实用新型的一些实施方式中，第二预设角度在0°～80°之间。
在本实用新型的一些实施方式中，所述第一线光源投射的第一光源线与所述图像采集终端的水平方向相平行，所述第二线光源投射的第二光源线与所述图像采集终端的竖直方向相平行。
在本实用新型的一些实施方式中，所述第一线光源和所述第二线光源均为一字型线激光器或线阵光源。
本实用新型的技术方案通过采用两组相互独立的线光源，每组线光源至少包括一个线光源，每个线光源均可单独控制亮度和开关，可以根据被测物体表面反光性的不同调整不同线光源的亮度，保证最佳的测试效果；通过采用多个线光源，每个线光源的位置均可单独设置，从而使得每个线光源投射的光源构成的光源面与图像采集终端的光轴有一定预设的角度，避免了采用一个线光源所造成的光源面与图像采集终端的光轴平行或者共面的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型基于线光源的轮廓测量装置第一实施例的结构示意图；
图2为第一线光源与第二线光源投射在方孔工件的状态事宜图；
图3为本实用新型基于线光源的轮廓测量装置第二实施例的结构示意图；
图4为第一线光源与第二线光源投射在手机壳的状态示意图；
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本实用新型提出一种基于线光源的轮廓测量装置。
参照图1或图3，图1为本实用新型基于线光源的轮廓测量装置第一实施例的结构示意图，图3为本实用新型基于线光源的轮廓测量装置第二实施例的结构示意图。
如图1或图3所示，在本实用新型实施例中，该基于线光源的轮廓测量装置包括：载物平台400，至少一第一线光源210，至少一第二线光源220，图像采集终端100，以及控制处理终端300。其中，载物平台400上设有测量区域，被测物体置于测量区域的中心位置。第一线光源210用于向被测物体投射第一光源线212，第二线光源220用于向被测物体投射第二光源线222，第二光源线 222与第一光源线212交叉，且形成的交叉点投射在被测物体上。图像采集终端100用于采集第一线光源210和第二线光源220投射在被测物体上的投影图像，且图像采集终端100的光轴穿过测量区域的中心位置。第一线光源210与图像采集终端100的光轴之间具有第一预设角度，使得第一线光源210投射的光源线构成的光源面211与图像采集终端100的光轴形成预设夹角α。第二线光源220与图像采集终端100的光轴之间具有第二预设角度，使得第二线光源220 投射的光源线构成的光源面221与图像采集终端100的光轴形成预设夹角β。控制处理终端300用于根据第一线光源210和第二线光源220与图像采集终端100 的位置关系，计算待测物体的二维和三维轮廓。
其中，第一线光源210沿第二光源线222的方向排列，第二线光源220沿第一光源线212的方向排列，通过规则排列设置的第一线光源与第二线光源可构成等距排列的光源线，以便于后期根据这些光源线构成的投影图像进行待测物体整体的轮廓。
本实用新型的技术方案通过采用两组相互独立的线光源，每组线光源至少包括一个线光源，每个线光源均可单独控制亮度和开关，可以根据被测物体表面反光性的不同调整不同线光源的亮度，保证最佳的测试效果；通过采用多个线光源，每个线光源的位置均可单独设置，从而使得每个线光源投射的光源构成的光源面与图像采集终端100的光轴有一定预设的角度，避免了采用一个线光源所造成的光源面与图像采集终端100的光轴平行或者共面的情况。
在一些实施方式中，第一预设角度在0°～80°之间，即预设夹角α在0°～80°之间；同样地，第一预设角度在0°～80°之间，即预设夹角β在0°～80°之间。第一线光源210与第二线光源220相互独立，两者与图像采集终端100之间的夹角可以分别调节，且不会相互影响，因此角度调节更加灵活、范围更广。
在一些实施方式中，图像采集终端100的光轴与载物平台400呈垂直关系，并且，将第一线光源设置在图像采集终端100正左侧或者正右侧，第二线光源 220设置在图像采集终端100正前侧或者正后侧，使得第一线光源210投射的第一光源线212的方向与图像采集终端100的画面水平方向一致，第二线光源220 投射的第二光源线222的方向与图像采集终端100的画面竖直方向一致。由此，第一光源线212与第二光源线222在图像采集终端100采集的投影图像中呈垂直交叉，且与投影图像的水平和竖直方向相一致，便于快速获取被测物体横向与纵向两个方向的轮廓，且横向与纵向两个方向保持一样的扫描效果，这样生成的轮廓图像在横向与纵向上的误差小。
在一些实施方式中，第一线光源210与第二线光源220可以采用一字型线激光器或线阵光源。
为进一步理解本实用新型，下面以两个实施例进一步具体说明本实用新型具体实施方式。
如图1-2所示，在本实用新型的第一实施例中，被测物体为方孔工件501，该工件501放置在载物平台400的测量区域。图像采集终端100为CCD相机，其相机光轴垂直于载物平台400，并穿过工件501中心与测量区域中心。控制处理终端300为具有图像处理和数据计算分析功能的计算机。第一线光源210与第二线光源220的数量均为一个，并且第一线光源210投射的光源线构成的光源面与相机光轴的预设夹角α为30°，第二线光源220投射的光源线构成的光源面与相机光轴的预设夹角β为30°。同时，第一线光源210设置在载物平台400的左侧上方，其投射的第一光源线212的方向与载物平台400的水平方向一致；第二线光源220设置在载物平台400的下侧上方，其投射的第二光源线222的方向与载物平台400的竖直方向一致。
按照上述的相对位置关系将CCD相机、第一线光源210与第二线光源220固定后，向方孔工件501投射光源线，由于方孔工件501具有孔特征，因此投射在方孔工件上的光源线会发生断裂，通过CCD相机摄取这些断裂的光源线构成的投影图像，将第一线光源210和第二线光源220与CCD相机的位置关系以及投影图像发送到控制处理终端300，由控制处理终端300根据第一光源线212与第二光源线222的位置，以及相机第一线光源210和第二线光源220与CCD相机光轴的预设夹角，根据三角测量法来计算方孔工件501在水平和竖直两个方向上的高度，从而计算出方孔工件501的三维特征。
如图3-4所示，在本实用新型的第二实施例中，被测物体为手机壳502，该工件放置在载物平台400的测量区域。图像采集终端100为CCD相机，其相机光轴垂直于载物平台400，并穿过手机壳502中心与测量区域中心。控制处理终端300为具有图像处理和数据计算分析功能的计算机。第一线光源210的数量为两个，两个第一线光源210沿第二光源线222的方向排列，且每个第一线光源210投射的光源线构成的光源面211与相机光轴的预设夹角α均为30°。第二线光源220的数量为三个，三个第一线光源210沿第一光源线212的方向排列，且每个第二线光源220投射的光源线构成的光源面221与相机光轴的预设夹角α均为30°。当第一线光源210和第二线光源220向待测物体投射光源线后，由CCD相机将采集投影图像并发送给控制处理终端300，控制处理终端300根据投影图像以及第一线光源210和第二线光源220的相对位置关系来计算手机壳502的三维轮廓。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接\/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920044392.X
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209147948U
授权时间:20190723
主分类号:G01B 11/25
专利分类号:G01B11/25
范畴分类:31B;
申请人:英特维科技（深圳）有限公司
第一申请人:英特维科技（深圳）有限公司
申请人地址:518000 广东省深圳市南山区粤海街道科苑南路留学生创业大厦1003室
发明人:陈泰;王曌
第一发明人:陈泰
当前权利人:英特维科技（深圳）有限公司
代理人:梁炎芳;谭雪婷
代理机构:44384
代理机构编号:深圳市中科创为专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计