基于接触的连续三维测量的制作方法_4

文档序号:9634690阅读:来源:国知局
表面上并且然后固化,由此保存压印。例如某些RTV硅树脂(诸如从Dow Corning商业上可获得的那些)、UV固化硅树脂(诸如从Wacker Chemie商业上可获得的那些)和/或铸塑材料(诸如从 Flexbar (Islandia, NY)商业上可获得的 ReproRubber? Metrology CastingMaterial)适合于这个使用。当结构和物品930在刚硬的圆筒910和滚筒925之间经过时,物品930的目标表面可以由网状物材料952接触。当网状物材料952和物品930接触圆筒910时,目标表面的压印可以被形成在网状物材料952中。
[0076]在压印形成之后,网状物材料952可以经过光学传感器组件927。光学传感器组件927可以包含至少一个照相机920和定向照射940。照相机920可以探测从网状物材料952的表面反射的光并且由此采集在网状物材料952中的目标表面的压印的图像。可选地,网状物材料952能够是半透明的并且能够从背光942而不是定向照射940被照射。在这个情况中,通过测量压印的部分的相对不透明性能够产生压印的形状。由于关心的表面的压印是负趋光性,因此已知的技术能够用于确定正趋光性的图像。
[0077]在一个实施方式中,网状物材料952不需要是可固化的或者不需要完全固化。相反,承载关心的表面的压印的网状物材料952的表面可以在没有接触任何滚筒的情况下并且以压印被完全保留在网状物材料952之内的足够速度传到成像系统。可选地,滚筒和/或轮可以被设计尺寸成并且被定位成仅接触传感结构952的外边缘,所述外边缘没有承载压印的部分。
[0078]在其他实施方式中,两种材料可以被聚集以在网状物材料952接触关心的表面之前形成所述网状物材料952。例如,基底材料952a的网状物和催化剂材料952b的网状物可以被组合以在接触关心的表面之前诸如当材料952a、952b被从诸如本文中描述的任何源的源馈送时开始固化。滚筒925 (其还可以包含驱动轮以为网状物材料952提供驱动力)的速度可以根据网状物材料592充分固化以保留目标表面的压印所需要的接触时间来设置。
[0079]可选地,当使用其他可固化的网状物材料952时,固化系统960 (诸如针对紫外线可固化网状物材料952的紫外线光源)可以被提供成邻近网状物材料952和目标表面之间的接触点或在任何其他合适的位置处以在与目标表面接触之前、期间或之后固化网状物材料952。通常,固化系统952可以被配置成当网状物材料从滚筒925经过到成像系统927时以准许网状物材料保留压印的方式固化网状物材料52。
[0080]尽管附图示出两张被聚集以开始固化,本领域的一个技术人员通过阅读本公开将理解,其他技术诸如静态混合器可以被用于混合的固化材料,并且其他张网状物材料诸如防粘衬里、结构支撑材料等也可以或者替代地使用。
[0081]诸如本文中描述的任何控制器的控制器可以被用于在照相机920的视场之内定位网状物材料952中的压印,并且被用于控制诸如光学传感组件927的成像系统以捕获网状物材料中的压印的一个或多个图像。
[0082]图10是用于连续成像的方法的流程图。特别地,图10示出一种方法,在其中,网状物材料连续地捕获目标表面的压印并且将压印运送到成像系统。将理解的是,以下的方法1000可以使用本文中描述的装置和其部件中的任何装置和部件,并且方法1000可以被修改以适应以上描述的任何成像技术和系统的操作。
[0083]如在步骤1010中示出的那样,方法1000可以从提供包含被适配成在接触期间与物品相符的弹性体材料的网状物材料的源开始。在反射表面将被用于如在本文中预期的三维成像的情况下,网状物材料还可以包含在面向目标表面的网状物材料的面上的薄的、不透明的、反射材料。然而,也可以或者替代地仅通过照射不透明的压印或者通过如本文中描述的从背面照射半透明的网状物材料来捕获压印的有用的图像。一方面,提供网状物材料可以包含形成复合叠层,诸如通过层压多层材料或者通过向透明的弹性体的衬底施加油墨等作为反射材料以形成网状物材料。
[0084]如在步骤1020中示出的那样,方法1000可以包含使网状物材料在诸如将被测量的物品的表面的目标表面之上连续地经过。这可以包含使用任何卷缆系统、网状物材料的源或者其他本文中描述的(一个或多个)处理系统。
[0085]如在步骤1030中示出的那样,方法1000可以包含固化网状物材料。网状物材料可以是任何可固化的材料,所述可固化的材料可以在与目标表面接触之前、期间或之后被全部地或部分地固化以便在与目标表面接触之后(诸如在网状物材料正在将压印转移到成像系统的同时)更好地保留压印。在网状物在使用前立即通过层压来形成的情况下,这可以包含通过层压基底材料的网状物和催化剂的网状物以开始通过催化剂来固化基底材料而形成网状物材料。以这个方式,固化可以在与目标表面接触前立即由层压过程开始。
[0086]如在步骤1040中示出的那样,方法1000可以包含施加力以将网状物材料按压到目标表面上或中,由此创建在网状物材料中的目标表面的压印。这可以包含滚筒、压力板、拉紧的透明的支撑膜层、或任何其他适合于得到目标表面在网状物材料中的压印的技术的使用。将理解的是,可以使用例如滚动的、透明的、圆柱形的压力紧固装置或用压力板得到的许多顺序的压印或使用任何其他合适的技术来得到连续的压印,所述压力板按压并且释放网状物材料以把目标表面的部分印到网状物材料中。
[0087]如在步骤1050中示出的那样,方法1000可以包含从目标表面到成像系统馈送网状物材料。
[0088]如在步骤1060中示出的那样,方法1000可以包含捕获压印的图像。这可以包含从网状物材料中的压印的一个或多个图像捕获三维图像,诸如通过使用如本文中所描述的反射表面的定向照射来捕获能够被用于计算三维图像的表面法线。这也可以或者替代地包含从背面照射压印通过半透明网状物材料以及使用光强度以推断压印的形状。更通常地,也可以或替代地使用任何合适于捕获二维图像、三维图像或其他代表性数据(诸如法线图或表面梯度)的技术。
[0089]以上描述的本发明的各种实施例和实施方式可以以各种方式被修改并且仍然在本发明的范围之内。例如,可以用具有当物品经过时顺序地接触关心的表面的区域的许多平坦部分的多边形滚筒来置换以上描述的滚动圆筒,并且每个平坦部分被“滚动”到即将到来的物品的部分上。另外,反射膜能够是全部不透明的或者能够包含不透明和透明的交替部分,所述不透明和透明的交替部分使得以上描述的传感器系统能够测量表面特征以及表面纹理和颜色。
[0090]在触觉传感器700的特定的实施方式中,膜的不透明的和反射的部分的长度与膜的透明的部分的长度相同。此外,物品和复合膜(具有不透明和透明的交替部分)相对于彼此并且相对于照相机移动以便照相机通过膜的透明的部分取得表面的部分的一个图像并且照相机取得与膜的不透明部分接触的表面的相同的部分的第二图像。以这个方式,这样的传感器测量整个物品的形貌、纹理和颜色。
[0091]在还有另一个实施例中,以上描述的照相机能够是照相机的阵列,所述照相机的阵列被放置成在膜接触物品的表面的点附近相对接近于反射膜。照相机能够被布置以便它们的图像轻微地重叠,并且这些图像能够通过标准的拼接技术被组合到单个大的图像中。在其他实施方式中,接触图像传感器或CIS置换以上描述的照相机。CIS是靠近反射膜放置的透镜和光传感器的线性阵列。在这样的情况下,不需要图像形成透镜。
[0092]弹性体、反射膜、(一个或多个)照射源以及(一个或多个)光传感结构的各种物理属性和/或设计参数能够如在结合的申请中阐述的那样变化。同样地,本文中描述的实施例能够用于产生信息以重构反射膜的变形表面以及因此物品的关心的表面的3D形状。例如,可以使用光学技术,诸如多照相机系统、激光扫描、结构化光(例如放映机/照相机系统)和/或其他光度计立体技术的使用。
[0093]许多以上的系统、装置、方法、过程等可以在适合于本文中描述的控制、数据获取和数据处理的硬件、软件或者这些的任何组合中实现。这包含在一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程装置或处理电路连同内部的和/或外部的存储器中的实现,所述一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程装置或处理电路连同内部的和/或外部的存储器中的任何可以用作以上描述的控制器或者用附加电路补充控制器的处理。这也可以或者替代地包含可以被配置成处理电子信号的一个或多个专用集成电路、可编程门阵列、可编程阵列逻辑部件或(一个或多个)任何其他装置。将进一步领会的是以上描述的过程或装置的实现可以包含使用结构化编程语言诸如C、面向对象编程语言诸如C++或者任何其他高级或低级编程语言(包含汇编语言、硬件描述语言以及数据库编程语言和技术)来创建的计算机可执行的代码,所述代码可以被储存、编译或解译以在以上的装置之一以及处理器的异构组合、处理器体系结构或不同硬件和软件的组合上运行。同时,处理可以横跨诸如以上描述的各种系统的装置分布,或者所有的功能可以被集成到专用的、单独的装置中。所有这样的排列和组合旨在落入本公开的范围之内。
[0094]在其他实施例中,本文中公开的是包括计算机可执行的代码或计算机可用的代码的计算机程序产品,所述代码当在一个或多个计算装置(诸如以上描述的装置/系统)上执行时执行任何和/或所有的以上描述的步骤。所述代码可以被储存在计算机存储器中,所述计算机存储器可以是程序从其执行的存储器(诸如与处理器相关联的随机存取存储器)或者储存装置,诸如磁盘驱动器、闪速存储器或任何其他光学的、电磁的、磁的、红外的或其他装置或装置的组合。另一方面,以上描述的任何过程可以被实施在承载以上描述的计算机可执行代码的任何合适的传输或传播媒介和/或来自它的任何输入或输出中。
[0095]将领会的是,以示例而不是限制的方式阐述了以上描述的方法和系统。许多变化、增加、省略和其他修改对于本领域的一个普通技术人员将是显而易见的。因此,以上的描述和附图中的方法步骤的呈现或次序不旨在需要执行叙述的步骤的这个次序,除非特定的次序确切地需要或者另外从上下文是清楚的。进一步,本文中描述的(一个或多个)发明的方法步骤旨在包含导致一个或多个其他方或实体执行步骤的、与所附权利要求的可专利性一致的任何合适的方法,除非不同的含义被确切地提供或者另外从上下文是清楚的。这样的方或实体不需要在任何其他方或实体的指导或控制下,并且不需要被置于特定的权限之内。
[0096] 将领会的是,以示例而不是限制的方式阐述了以上描述的方法和系统。许多变化、增加、省略和其他修改对于本领域的一个普通技术人员将是显而易见的。另外,以上的描述和附图中的方法步骤的呈现或次序不旨在需要执行叙述的步骤的这个次序,除非特定的次序确切地需要或者另外从上下文是清楚的。因此,虽然示出了和描述了特定的实施例,对于本领域的技术人员将显而易见的是,形式和细节中的各种改变和修改可以在其中进行而不脱离本公开的精神和范围并且旨在形成如由所附的权利要求所限定的本发明的一部分,所附的权利要求将以由法律允许的最广意义来解释。
【主权项】
1.一种装置,包括: 网状物材料的源,所述网状物材料是被适配成在接触期间与物品相符的弹性体材料; 滚筒,被配置成抵靠所述网状物材料按压目标表面,由此提供所述网状物材料中的所述目标表面的压印; 成像系统,包含具有视场的照相机和被配置成照射所述视场的光源; 卷缆系统,被配置成从所述源牵引所述网状物材料通过所述滚筒到所述成像系统;以及 控制器,被配置成操作所述卷缆系统
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