一種激光輪廓測(cè)量?jī)x及具有其的激光三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光輪廓測(cè)量?jī)x及具有其的激光三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的物體輪廓掃描方法包括以下兩種:電機(jī)帶動(dòng)激光位移傳感器掃描測(cè)量方式和圖像分析方式。但是這兩種測(cè)量方式均存在以下缺陷:測(cè)量速度慢，系統(tǒng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)物體輪廓的快速測(cè)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0004]為此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種激光輪廓測(cè)量?jī)x及具有其的激光三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)激光光幕發(fā)射系統(tǒng)和成像系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體的二維和三維輪廓的快速測(cè)量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一方面的實(shí)施例提供一種激光輪廓測(cè)量?jī)x，包括:外殼；用于產(chǎn)生激光光幕的激光光幕發(fā)射系統(tǒng)，位于所述外殼內(nèi)，其中，所述激光光幕在被測(cè)物體上形成輪廓線，所述激光光幕與成像系統(tǒng)成預(yù)設(shè)角度；用于形成所述被測(cè)物體的二維輪廓曲線的所述成像系統(tǒng)，位于所述外殼內(nèi)，所述成像系統(tǒng)為面陣CCD成像系統(tǒng)或面陣PSD成像系統(tǒng)。
[0006]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述成像系統(tǒng)為面陣CCD成像系統(tǒng)時(shí)，所述激光光幕發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生的激光光幕為靜態(tài)激光光幕。
[0007]在本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施例中，所述產(chǎn)生靜態(tài)激光光幕的激光光幕發(fā)射系統(tǒng)為線性激光發(fā)射器。
[0008]在本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述成像系統(tǒng)為面陣PSD成像系統(tǒng)時(shí)，所述激光光幕發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生的激光光幕為動(dòng)態(tài)激光光幕。
[0009]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述產(chǎn)生動(dòng)態(tài)激光光幕的激光光幕發(fā)射系統(tǒng)至少為以下組合之一:點(diǎn)光斑激光器和旋轉(zhuǎn)多面鏡；或點(diǎn)光斑激光器和激光振鏡。
[0010]在本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施例中，還包括:激光掃描聚焦鏡，位于所述旋轉(zhuǎn)多面鏡和所述被測(cè)物體之間。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的激光輪廓測(cè)量?jī)x，通過(guò)激光光幕發(fā)射系統(tǒng)和成像系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體的二維輪廓的快速測(cè)量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。并且，本實(shí)用新型利用線性激光測(cè)距，測(cè)量速度快，可以實(shí)現(xiàn)每秒對(duì)I千個(gè)的輪廓測(cè)量。
[0012]本實(shí)用新型還提出一種激光三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)，包括多個(gè)上述實(shí)施例所述的激光輪廓測(cè)量?jī)x，分布于所述被測(cè)物體的鄰近區(qū)域，以測(cè)量所述被測(cè)物體的三維二維輪廓曲線。
[0013]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述激光輪廓測(cè)量?jī)x的數(shù)量為4個(gè)或6個(gè)。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的激光三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)，利用多個(gè)激光輪廓測(cè)量?jī)x對(duì)被測(cè)物體從多個(gè)不同角度的測(cè)量，可以快速測(cè)量物體三維輪廓，并且具有測(cè)量速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。
[0015]本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0016]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0017]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的激光輪廓測(cè)量?jī)x的示意圖；
[0018]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的具有面陣CCD成像系統(tǒng)的激光輪廓測(cè)量?jī)x的示意圖；
[0019]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的具有面陣PSD成像系統(tǒng)的激光輪廓測(cè)量?jī)x的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的激光輪廓測(cè)量?jī)x，包括:外殼1、激光光幕發(fā)射系統(tǒng)2和成像系統(tǒng)3，其中，激光光幕發(fā)射系統(tǒng)2和成像系統(tǒng)3均位于外殼I內(nèi)。
[0022]具體地，激光光幕發(fā)射系統(tǒng)2產(chǎn)生激光光幕4，激光光幕4投射到被測(cè)物體5上，從而可以在被測(cè)物體5上形成對(duì)應(yīng)的輪廓線。其中，參考圖1，激光光幕4與成像系統(tǒng)3成預(yù)設(shè)角度固定。
[0023]進(jìn)一步，上述形成的被測(cè)物體5的輪廓線投射到成像系統(tǒng)3上，在成像系統(tǒng)3上形成被測(cè)物體5的二維輪廓曲線。其中，該二維輪廓曲線上的每個(gè)點(diǎn)均與被測(cè)物體5上的每個(gè)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。由此通過(guò)解算該二維輪廓曲線即可獲得被測(cè)物體5的輪廓線的坐標(biāo)。
[0024]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，成像系統(tǒng)3可以為面陣CCD成像系統(tǒng)或面陣PSD成像系統(tǒng)。其中，當(dāng)成像系統(tǒng)3為面陣CCD成像系統(tǒng)時(shí)，激光光幕發(fā)射系統(tǒng)2產(chǎn)生的激光光幕為靜態(tài)激光光幕。當(dāng)成像系統(tǒng)3為面陣PSD成像系統(tǒng)時(shí)，激光光幕發(fā)射系統(tǒng)2產(chǎn)生的激光光幕為動(dòng)態(tài)激光光幕。
[0025]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的具有面陣CCD成像系統(tǒng)的激光輪廓測(cè)量?jī)x的示意圖。
[0026]如圖2所示，激光光幕發(fā)射系統(tǒng)2可以為線性激光發(fā)射器21。具體地，線性激光發(fā)射器21發(fā)射靜態(tài)激光光幕4，該靜態(tài)激光光幕4投射到被測(cè)物體5上，形成被測(cè)物體5的輪廓線。進(jìn)一步，該輪廓線投射到面陣CCD成像系統(tǒng)3上，形成被測(cè)物體5的二維輪廓曲線。通過(guò)解析該二維輪廓曲線即可獲得被測(cè)物體5的輪廓線的坐標(biāo)。
[0027]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的具有面陣PSD成像系統(tǒng)的激光輪廓測(cè)量?jī)x的示意圖。
[0028]如圖3所示，激光光幕發(fā)射系統(tǒng)可以至少為以下組合之一:點(diǎn)光斑激光器22和旋轉(zhuǎn)多面鏡23 ;或者點(diǎn)光斑激光器22和激光振鏡。
[0029]具體地，以點(diǎn)光斑激光器22和旋轉(zhuǎn)多面鏡23為例，點(diǎn)光斑激光器22和旋轉(zhuǎn)多面鏡23發(fā)射動(dòng)態(tài)激光光幕4，該動(dòng)態(tài)激光光幕4投射到被測(cè)物體5上，形成被測(cè)物體5的輪廓線。進(jìn)一步，該輪廓線投射到面陣PSD成像系統(tǒng)3上，形成被測(cè)物體5的二維輪廓曲線。通過(guò)解析該二維輪廓曲線即可獲得被測(cè)物體5的輪廓線的坐標(biāo)。
[0030]進(jìn)一步，本實(shí)用新型實(shí)施例的激光輪廓測(cè)量?jī)x還包括:激光掃描聚焦鏡(F-θ鏡)，位于旋轉(zhuǎn)多面鏡23和被測(cè)物體5之間，可以讓激光掃描時(shí)成線性比例，從而可以降低后續(xù)解算二維輪廓曲線時(shí)的復(fù)雜性，解算過(guò)程更加快速簡(jiǎn)單。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例的激光輪廓測(cè)量?jī)x，通過(guò)激光光幕發(fā)射系統(tǒng)和成像系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體的二維輪廓的快速測(cè)量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。并且，本實(shí)用新型利用線性激光測(cè)距，測(cè)量速度快，可以實(shí)現(xiàn)每秒對(duì)I千個(gè)的輪廓測(cè)量。
[0032]本實(shí)用新型還提出一種激光三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)，包括多個(gè)上述實(shí)施例提供的激光輪廓測(cè)量?jī)x，分布于被測(cè)物體5的鄰近區(qū)域，如果被測(cè)物體5沿與光幕垂直方向作平動(dòng)，則可以測(cè)量被測(cè)物體5的三維二維輪廓曲線。
[0033]優(yōu)選的，激光輪廓測(cè)量?jī)x的數(shù)量可以為4個(gè)或6個(gè)，從而在被測(cè)物體的多個(gè)不同角度同時(shí)掃描，利用拼接算法，可以掃描出物體的三維輪廓。
[0034]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的激光三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)，利用多個(gè)激光輪廓測(cè)量?jī)x對(duì)被測(cè)物體從多個(gè)不同角度的測(cè)量，可以快速測(cè)量物體三維輪廓，并且具有測(cè)量速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。
[0035]在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0036]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光輪廓測(cè)量?jī)x，其特征在于，包括: 夕卜殼; 用于產(chǎn)生激光光幕的激光光幕發(fā)射系統(tǒng)，位于所述外殼內(nèi)，其中，所述激光光幕在被測(cè)物體上形成輪廓線，所述激光光幕與成像系統(tǒng)成預(yù)設(shè)角度； 用于形成所述被測(cè)物體的二維輪廓曲線的所述成像系統(tǒng)，位于所述外殼內(nèi)，所述成像系統(tǒng)為面陣CCD成像系統(tǒng)或面陣PSD成像系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的激光輪廓測(cè)量?jī)x，其特征在于，當(dāng)所述成像系統(tǒng)為面陣CCD成像系統(tǒng)時(shí)，所述激光光幕發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生的激光光幕為靜態(tài)激光光幕。
3.如權(quán)利要求2所述的激光輪廓測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述產(chǎn)生所述靜態(tài)激光光幕的激光光幕發(fā)射系統(tǒng)為線性激光發(fā)射器。
4.如權(quán)利要求1所述的激光輪廓測(cè)量?jī)x，其特征在于，當(dāng)所述成像系統(tǒng)為面陣PSD成像系統(tǒng)時(shí)，所述激光光幕發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生的激光光幕為動(dòng)態(tài)激光光幕。
5.如權(quán)利要求4所述的激光輪廓測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述產(chǎn)生動(dòng)態(tài)激光光幕的激光光幕發(fā)射系統(tǒng)至少為以下組合之一: 點(diǎn)光斑激光器和旋轉(zhuǎn)多面鏡；或 點(diǎn)光斑激光器和激光振鏡。
6.如權(quán)利要求5所述的激光輪廓測(cè)量?jī)x，其特征在于，還包括:激光掃描聚焦鏡，位于所述旋轉(zhuǎn)多面鏡和所述被測(cè)物體之間。
7.一種激光三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的激光輪廓測(cè)量?jī)x，分布于所述被測(cè)物體的鄰近區(qū)域，以測(cè)量所述被測(cè)物體的三維二維輪廓曲線。
8.如權(quán)利要求7所述的激光三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光輪廓測(cè)量?jī)x的數(shù)量為4個(gè)或6個(gè)。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種激光輪廓測(cè)量?jī)x，包括：外殼；用于產(chǎn)生激光光幕的激光光幕發(fā)射系統(tǒng)，位于所述外殼內(nèi)，其中，所述激光光幕在被測(cè)物體上形成輪廓線，所述激光光幕與成像系統(tǒng)成預(yù)設(shè)角度；用于形成所述被測(cè)物體的二維輪廓曲線的所述成像系統(tǒng)，位于所述外殼內(nèi)，所述成像系統(tǒng)為面陣CCD成像系統(tǒng)或面陣PSD成像系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過(guò)激光光幕發(fā)射系統(tǒng)和成像系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體的二維和三維輪廓的快速測(cè)量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)。
【IPC分類】G01B11-25
【公開號(hào)】CN204421852
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520126100
【發(fā)明人】韓丙虎
【申請(qǐng)人】韓丙虎
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月4日