專利名稱：一種面結(jié)構(gòu)光掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種逆向工程的測量儀器，具體涉及一種用于逆向工程的面結(jié)構(gòu)光掃描裝置。
背景技術(shù)：
逆向工程在縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、消化國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品中發(fā)揮著重要的作用。逆向工程測量設(shè)備的好壞直接影響到對被測實(shí)體進(jìn)行描述的精確、完整程度，進(jìn)而影響到重構(gòu)的CAD曲面、實(shí)體模型的質(zhì)量，是逆向工程的基礎(chǔ)。
目前，在逆向設(shè)計(jì)領(lǐng)域使用最為廣泛的測量設(shè)備主要有以下四種接觸式坐標(biāo)測量裝置、三維激光掃描測量裝置、柔性三坐標(biāo)測量裝置、光柵掃描測量裝置。接觸式的三坐標(biāo)測量裝置測量技術(shù)和三維激光掃描測量技術(shù)以及光柵測量儀已經(jīng)比較成熟，它們在一定程度上可以進(jìn)行曲面測量，但還分別存在以下不足接觸式的三坐標(biāo)測量機(jī)精度高，但是每次只能測量一個(gè)點(diǎn)，測量速度慢，難于進(jìn)行曲面造型設(shè)計(jì)，無法測量軟質(zhì)物體，操作起來較繁瑣。
三維激光掃描測量儀體積龐大，需要較大的平臺，精度、速度受到限制，測量范圍也受制于測量儀的平臺尺寸。
光柵式三維測量儀采用光柵作為光源，測量速度快，但是測量方法受物體表面顏色的限制，不能測量黑色物體和反光物體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種面結(jié)構(gòu)光掃描裝置，該掃描裝置具有測量速度快、精度高、掃描范圍廣和便于攜帶的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提供的一種面結(jié)構(gòu)光掃描裝置，其特征在于該裝置包括左CCD攝像頭、右CCD攝像頭和投影儀；投影儀位于框架內(nèi)；安裝架兩端開有對稱的左、右通槽，中部設(shè)有通孔，上述左、右通槽底部均開有兩個(gè)階梯孔，左CCD攝像頭與左固定塊固定連接，并通過第一、第二螺釘安裝在安裝架的左通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；右CCD攝像頭和右固定塊固定相聯(lián)，并通過第三、第四螺釘安裝在安裝架的右通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；所述階梯孔分別與第一、第二螺釘和第三、第四螺釘相配合。
本發(fā)明面結(jié)構(gòu)光掃描裝置的主要特點(diǎn)是(1)利用模塊化的安裝架，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定緊湊，方便安裝和卸載，并可以調(diào)整其測量范圍。(2)測量速度快，采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)光面掃描技術(shù)，單次采集時(shí)間可以只需1秒。(3)采集數(shù)據(jù)多，單次采集數(shù)據(jù)可達(dá)100萬點(diǎn)以上。(4)測量面積大，單次采集面積可達(dá)到400mm×320mm。(5)測量精度高，單次測量精度可達(dá)0.05mm～0.02mm，能夠滿足逆向工程及精度檢測的需要。(6)便攜性好，可方便攜帶到測量現(xiàn)場，隨時(shí)隨地完成測量。


圖1為本發(fā)明面結(jié)構(gòu)光掃描裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖，其中，a為主視圖，b為俯視圖；圖2為安裝架右通槽部分的詳細(xì)示意圖，其中，a為主視圖，b為俯視圖；圖3為本發(fā)明掃描裝置的使用示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖1所示，本發(fā)明面結(jié)構(gòu)光掃描裝置包括左CCD攝像頭2、右CCD攝像頭3和投影儀8。
框架1采用中空結(jié)構(gòu)，投影儀14位于框架1內(nèi)，框架1底部與三角架14相連。
安裝架4兩端開有通槽，左右兩邊通槽為對稱結(jié)構(gòu)，中部設(shè)有通孔9。
左CCD攝像頭2與左固定塊5固定連接，并通過第一、第二螺釘10、11安裝在安裝架4的左通槽內(nèi)。右CCD攝像頭3和右固定塊6固定相聯(lián)，并通過第三、第四螺釘12、13安裝在安裝架4的右通槽內(nèi)。
如圖2所示，安裝架4左、右通槽底部均開有兩個(gè)與螺釘配合的階梯孔，如右通槽內(nèi)，第三螺釘12與階梯孔15配合，第四螺釘13與階梯孔16配合。第一螺釘10和第四螺釘13可以沿自身軸心旋轉(zhuǎn)，第二螺釘11和第三螺釘12可以分別以第一螺釘10、第四螺釘13為圓心旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度由階梯孔16的弧度決定。階梯孔16的弧度根據(jù)待測量物體的尺寸確定。這樣可以保證左固定塊5和右固定塊6均能在平行于安裝架4的平面上旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而保證左CCD攝像頭2和右CCD攝像頭3的角度可調(diào)。安裝架4與框架1的連接，并且框架1內(nèi)的投影儀8的光源通過安裝架4的通孔9垂直投射出。
如圖3所示，為本發(fā)明掃描裝置的使用示意圖，由便攜式三角架14和結(jié)構(gòu)光掃描頭組成。掃描頭與三角架相連。通過三角架在各方向上的平移與旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)掃描頭移動(dòng)與旋轉(zhuǎn)。掃描頭可以在水平方向上做360°自由旋轉(zhuǎn)，在垂直方向上也能有一定的旋轉(zhuǎn)角度。
使用便攜式面結(jié)構(gòu)光測量裝置測量物體時(shí)，首先通過移動(dòng)三角架14保證測量頭移動(dòng)到空間中的某個(gè)位姿，在計(jì)算機(jī)軟件的控制下，投影儀8投射出的投影光源透過安裝架4的中孔9投射至被測物體表面，然后使用左右兩個(gè)CCD攝像頭2、3同步拍攝一組照片，最后根據(jù)拍攝的照片、結(jié)構(gòu)光掃描測量頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)和兩個(gè)CCD攝像頭的內(nèi)外參數(shù)計(jì)算出被測物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。如果被測物體較大，可將測量頭移動(dòng)到三角架測量空間中的另一個(gè)位姿測量被測物體其他部位的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并將數(shù)次測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一基座坐標(biāo)系下；如此反復(fù)，便可測得整個(gè)被測物體在同一基座坐標(biāo)系下的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
以上示意性的對發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有局限性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，采用其它形式的同類部件或其它形式的各部件布局方式，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的技術(shù)方案與實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種面結(jié)構(gòu)光掃描裝置，其特征在于該裝置包括左CCD攝像頭(2)、右CCD攝像頭(3)和投影儀(8)；投影儀(14)位于框架(1)內(nèi)；安裝架(4)兩端開有對稱的左、右通槽，中部設(shè)有通孔(9)，上述左、右通槽底部均開有兩個(gè)階梯孔，左CCD攝像頭(2)與左固定塊(5)固定連接，并通過第一、第二螺釘(10、11)安裝在安裝架(4)的左通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；右CCD攝像頭(3)和右固定塊(6)固定相聯(lián)，并通過第三、第四螺釘(12、13)安裝在安裝架(4)的右通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；所述階梯孔分別與第一、第二螺釘(10、11)和第三、第四螺釘(12、13)相配合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面結(jié)構(gòu)光掃描裝置，包括左CCD攝像頭、右CCD攝像頭和投影儀。投影儀位于框架內(nèi)；安裝架兩端開有對稱的左、右通槽，中部設(shè)有通孔，上述左、右通槽底部均開有兩個(gè)階梯孔，左CCD攝像頭與左固定塊固定連接，并通過第一、第二螺釘安裝在安裝架的左通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；右CCD攝像頭和右固定塊固定相聯(lián)，并通過第三、第四螺釘安裝在安裝架的右通槽的兩個(gè)階梯孔內(nèi)；所述階梯孔分別與螺釘相配合。本發(fā)明利用模塊化的安裝架，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定緊湊，方便安裝和卸載，并可以調(diào)整其測量范圍；測量速度快，采集數(shù)據(jù)多；測量面積大，測量精度高，能夠滿足逆向工程及精度檢測的需要。便攜性好，可方便攜帶到測量現(xiàn)場，隨時(shí)隨地完成測量。
文檔編號G01C11/00GK101082756SQ20071005254
公開日2007年12月5日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者王從軍, 周鋼, 李中偉, 朱本璋, 李曉寧, 楊彪, 杜俊賢 申請人:華中科技大學(xué)