3D面积测定仪论文和设计-刘家朋

全文摘要

本实用新型涉及检测技术领域，具体涉及一种测量装置。3D面积测定仪，包括机架，机架上设有转台，转台上方设有至少一组激光三维重建装置，每组激光三维重建装置均包括固定用第一支架、与电脑连接的激光器和顶部相机，激光器的发射端、顶部相机的拍摄口均朝向下方的转台。由于采用以上技术方案，本实用新型适应于不同几何形状的样品测量，本实用新型大大提高了样品测量的精度和效率。

主设计要求

1.3D面积测定仪，包括机架，所述机架上设有转台，其特征在于，所述转台上方设有至少一组激光三维重建装置，每组所述激光三维重建装置均包括固定用第一支架、与电脑连接的激光器和顶部相机，所述激光器的发射端、所述顶部相机的拍摄口均朝向下方的转台，所述第一支架上设有至少两个连接座，一个所述连接座通过转轴与所述激光器转动连接，另一个所述连接座通过转轴与所述顶部相机转动连接，每个所述转轴的轴向都一致，所述机架的顶部设有左右平移机构，所述第一支架设置在所述左右平移机构上，固定在所述第一支架上的所述激光器和顶部相机随着所述第一支架在所述左右平移机构上做左右移动，所述转台的侧边设有至少一组结构光三维重建装置，每组所述结构光三维重建装置均包括固定用第二支架、与电脑连接的结构光发生器或激光器、前后两个侧边相机，所述结构光发生器或激光器的发射端、每个所述侧边相机的拍摄口均朝向转台；所述结构光发生器或激光器设置前后两个侧边相机之间，三者沿前后方向成一排设置在所述第二支架上。

设计方案

2.根据权利要求1所述的3D面积测定仪，其特征在于，在所述机架上设有两个所述转台，两个所述转台左右放置；两个所述转台采用相同或不同直径的转台。

3.根据权利要求2所述的3D面积测定仪，其特征在于，所述机架上设有两组所述激光三维重建装置，每组所述激光三维重建装置中的激光器和顶部相机呈前后一定距离设置在所述第一支架上；两组所述激光三维重建装置呈左右放置，一组所述激光三维重建装置的激光器和顶部相机朝向一个所述转台，另一组所述激光三维重建装置的激光器和顶部相机朝向另一个所述转台；且一组所述激光三维重建装置的激光器位于前侧时，另一组所述激光三维重建装置的激光器位于后侧，即相邻的两组所述激光三维重建装置的激光器前后交叉设置、顶部相机前后交叉设置。

4.根据权利要求3所述的3D面积测定仪，其特征在于，当所述机架的顶部设有左右平移机构时，两组所述激光三维重建装置均设置在所述左右平移机构上，在所述左右平移机构上做左右移动；两组所述激光三维重建装置共用同一个第一支架，通过同一个第一支架在所述左右平移机构上做左右移动。

5.根据权利要求2所述的3D面积测定仪，其特征在于，当所述转台侧边设有结构光三维重建装置时，所述转台的侧边设有两组结构光三维重建装置，一组所述结构光三维重建装置的结构光发生器和前后两个侧边相机朝向一个所述转台，另一组所述结构光三维重建装置的结构光发生器和前后两个侧边相机朝向另一个所述转台。

6.根据权利要求5所述的3D面积测定仪，其特征在于，两组所述结构光三维重建装置呈上下位置设置在所述转台的同一侧、或分别设置在所述转台的左右两侧或前后两侧。

7.根据权利要求2所述的3D面积测定仪，其特征在于，所述左右平移机构采用电动平移机构，所述转台采用电动转台，所述左右平移机构的控制端、所述转台的控制端分别连接一摇杆装置。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，具体涉及一种测量装置。

背景技术

表面积测量在食品安全、检测检疫、法院鉴定、医疗诊断等领域有广泛的应用，目前对表面积的测量主要是借助于人工的方法，利用传统的测量工具如游标卡尺、卷尺等工具测量出物体不同形状区域的长宽高以及直径等尺寸，然后根据物体表面不同区域实际的形状，对每一区域进行表面积近似计算后累加所有的区域，进而得到物体总的表面积，但这些方法存在着测量速度慢、测量精度低、测量效率低等显著问题。由于普遍采用人工测量方法，检测人员虽然经常加班加点工作，但是依然存在样品堆积问题，特别是特大、特小或特多同批次样品时，往往需要大量的人力劳动。

另外，在对产品样品进行表面积测量时，还存在样品表面不是单一几何形状，而是很多个不同几何形状，如日常的饮料瓶、螺丝帽等，增加了测量难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种3D面积测定仪，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

3D面积测定仪，包括机架，所述机架上设有转台，所述转台上方设有至少一组激光三维重建装置，每组所述激光三维重建装置均包括固定用第一支架、与电脑连接的激光器和顶部相机，所述激光器的发射端、所述顶部相机的拍摄口均朝向下方的转台。

本实用新型使用时，只要将样品放置在转台上，通过激光三维重建装置对样品进行扫描，电脑对扫描图像进行三维重建后显示给测量人员，就可以实现样品自动表面积测量目的。

随着信息技术的快速发展，计算机立体视觉技术、图像处理技术在各行各业的应用也日益广泛。本实用新型正是利用相机视觉技术，应用于测量检测领域，通过激光三维重建装置对样品进行抓拍，计算机立体视觉技术对抓拍图像的处理，摒弃了传统人为方式，本实用新型的方式实现了更为精确、快速的测量，保证了检测检验行业的工作效率，更大大减轻了人工测量强度。本实用新型可以用于食品安全、检测检疫、法院鉴定、工业质量检测(缺陷检测、测量等)、医疗诊断等领域的样品表面积、体积和距离的测量。

所述第一支架上设有至少两个连接座，一个所述连接座通过转轴与所述激光器转动连接，另一个所述连接座通过转轴与所述顶部相机转动连接，每个所述转轴的轴向都一致。本实用新型的激光器和顶部相机可随着连接座的转动而做转动，以适应于不同规格和形状的样品测量时，进行微调节。

所述转台的侧边设有至少一组结构光三维重建装置，每组所述结构光三维重建装置均包括固定用第二支架、与电脑连接的结构光发生器和前后两个侧边相机，所述结构光发生器的发射端、每个所述侧边相机的拍摄口均朝向转台；

所述结构光发生器设置前后两个侧边相机之间，三者沿前后方向成一排设置在所述第二支架上。本实用新型通过上述结构光三维重建装置，利用相机连续采集有结构光的图像数据，从侧边获取样品图像，结合顶部的激光三维重建装置，通过电脑的数据处理，实现更精确的样品测量目的。

在所述机架上设有两个所述转台，两个所述转台左右放置。

两个所述转台可以采用相同直径的转台，也可以采用不同直径的转台，分别为大转台和小转台。

所述机架的顶部设有左右平移机构，所述第一支架设置在所述左右平移机构上，固定在所述第一支架上的所述激光器和顶部相机随着所述第一支架在所述左右平移机构上做左右移动。本实用新型将转台设置为两个，可大大增加一次扫描的样品数量，为了满足这一需求，本实用新型增设了左右平移机构，在扫描过程中，可以移动激光三维重建装置的左右位置来实现两个转台上的样品均高精度的完成测量。

所述机架上设有两组所述激光三维重建装置，每组所述激光三维重建装置中的激光器和顶部相机呈前后一定距离设置在所述第一支架上；

两组所述激光三维重建装置呈左右放置，一组所述激光三维重建装置的激光器和顶部相机朝向一个所述转台，另一组所述激光三维重建装置的激光器和顶部相机朝向另一个所述转台；

且一组所述激光三维重建装置的激光器位于前侧时，另一组所述激光三维重建装置的激光器位于后侧，即相邻的两组所述激光三维重建装置的激光器前后交叉设置、顶部相机前后交叉设置。为了对样品实现更优和更精确的测量，本实用新型将激光三维重建装置设为两组，分别对应两个转台同时或交叉测量，以提高测量效率和精度。

当所述机架的顶部设有左右平移机构时，两组所述激光三维重建装置均设置在所述左右平移机构上，在所述左右平移机构上做左右移动。

两组所述激光三维重建装置可以共用同一个第一支架，通过同一个第一支架在所述左右平移机构上做左右移动。

所述转台的侧边设有两组结构光三维重建装置，一组所述结构光三维重建装置的结构光发生器和前后两个侧边相机朝向一个所述转台，另一组所述结构光三维重建装置的结构光发生器和前后两个侧边相机朝向另一个所述转台。

两组所述结构光三维重建装置呈上下位置设置在所述转台的同一侧。两组所述结构光三维重建装置也可以分别设置在所述转台的左右两侧或前后两侧的。

所述左右平移机构采用电动平移机构，所述转台采用电动转台，所述左右平移机构的控制端、所述转台的控制端分别连接一摇杆装置。使用者可以通过摇杆装置来近程或远程微调激光三维重建装置的位置，转台的转动角度。

有益效果：由于采用以上技术方案，本实用新型通过多种装置组合，以适应于不同几何形状的样品测量，也满足于众多数量的样品同时测量的目的，本实用新型还大大提高了样品测量的精度和效率。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型激光三维重建装置的一种结构示意图；

图3为本实用新型结构光三维重建装置的一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。

参照图1，3D面积测定仪，包括机架1，机架1上设有两个转台2，两个转台2左右放置。两个转台2可以采用相同直径的转台2，如图1中所示，也可以采用不同直径的转台2，分别为右侧的大转台和左侧的小转台。

转台2上方设有两组激光三维重建装置3，参照图2，每组激光三维重建装置3均包括固定用第一支架31、与电脑连接的激光器32和顶部相机33。每个第一支架31上都设有至少两个连接座34，一个连接座34通过转轴与激光器32转动连接，另一个连接座34通过转轴与顶部相机33转动连接，每个转轴的轴向都一致。如图2所示，转轴的轴向为前后方向。本实用新型的激光器32和顶部相机33可随着连接座34的转动而做转动，以适应于不同规格和形状的样品测量时，进行微调节。每组激光三维重建装置3中的激光器32和顶部相机33呈前后一定距离设置在第一支架31上。两组激光三维重建装置3呈左右放置，如图1中所示，左侧的一组激光三维重建装置3的激光器32的发射端和顶部相机33的拍摄口朝向左侧的小转台，右侧的一组激光三维重建装置3的激光器32的发射端和顶部相机33的拍摄口朝向右侧的转台。且一组激光三维重建装置3的激光器32位于前侧时，另一组激光三维重建装置3的激光器32位于后侧，即相邻的两组激光三维重建装置3的激光器32前后交叉设置、顶部相机33前后交叉设置。为了对样品实现更优和更精确的测量，本实用新型将激光三维重建装置3设为两组，分别对应两个转台2同时或交叉测量，以提高测量效率和精度。

机架1的顶部设有左右平移机构4，每个第一支架31设置在左右平移机构4上，固定在第一支架31上的激光器32和顶部相机33随着第一支架31在左右平移机构4上做左右移动。本实用新型将转台2设置为两个，可大大增加一次扫描的样品数量，为了满足这一需求，本实用新型增设了左右平移机构4，在扫描过程中，可以移动激光三维重建装置3的左右位置来实现两个转台2上的样品均高精度的完成测量。如图2中所示，两组激光三维重建装置3可以共用同一个第一支架31，第一支架31上设有4个连接座34，以便于连接两个激光器32和两个顶部相机33，并通过同一个第一支架31在左右平移机构4上做左右移动。

左右平移机构4采用电动平移机构，转台采用电动转台，左右平移机构4的控制端、转台的控制端分别连接摇杆装置。使用者可以通过摇杆装置来近程或远程微调激光三维重建装置3的位置，转台的转动角度。

转台2的侧边设有两组结构光三维重建装置5，参照图3，每组结构光三维重建装置5均包括固定用第二支架51、与电脑连接的结构光发生器52和前后两个侧边相机53，结构光发生器52设置前后两个侧边相机53之间，三者沿前后方向成一排设置在第二支架51上。本实用新型通过上述结构光三维重建装置5，利用相机连续采集有结构光的图像数据，从侧边获取样品图像，结合顶部的激光三维重建装置3，通过电脑的数据处理，实现更精确的样品测量目的。两组结构光三维重建装置5可以分别设置在转台2的左右两侧或前后两侧的。如图3中所示，两组结构光三维重建装置5呈上下位置设置在转台2的同一侧。下方的一组结构光三维重建装置5的结构光发生器52和前后两个侧边相机53朝向左侧的小转台，上方的一组结构光三维重建装置5的结构光发生器52和前后两个侧边相机53朝向右侧的大转台。在具体实施时，机架1侧边设有侧板，侧板上设有至少两排固定用孔位，第二支架51可以根据需要，通过固定装置，如螺栓等用具，设置于孔位上。本实用新型中的结构光发生器52也可以采用激光器代替，实现样品侧边测量目的。

本实用新型使用时，根据样品需求，测量人员确定样品放置在某一转台2上，根据样品规格形状，调节激光三维重建装置3和结构光三维重建装置5的扫描位置。通过电脑驱动调节激光三维重建装置3和结构光三维重建装置5，电脑自动对扫描图像进行三维重建后显示给测量人员，就可以实现样品自动表面积测量目的。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

设计图

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