一种基于双目视觉的面阵测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于三维测量技术领域，更具体地，涉及一种以面阵方式获取扫描物体三维点云的基于双目视觉的面阵测量装置。
【背景技术】
[0002]面阵结构光测量，其扫描原理是通过投影仪向被扫描物体(即待测量物体)投射有一定相位差的光栅条纹，以计算被标定的双目相机拍摄的图像中每个像素的相位值，然后根据相位值计算物体的三维物点坐标；与一般的光学测量相比，面阵结构光测量具有非接触测量、测量速度快、测量精度提高、抗干扰性好等优势，是目前最为先进的三维测量技术之一。它在逆向工程、工业质量检测、3D打印、零件修复等领域得到越来越广泛的应用。此外，对于一些复杂曲面零件，如航空发动机叶片、燃气轮机叶片、汽轮机叶片、舰船螺旋桨叶片等，它们关系到国民经济、国防安全和国家制造业核心竞争力，这类零件在设计制造过程中的精密测量尤其重要，对于它们的测量，面阵视觉测量技术具有无可比拟的优势，在制造前期，它得到的点云数据可以用于快速设计，提高设计效率，在制造过程中，它可以用于产品质量控制，通过在线测量提高制造精度，在制造后期，它可以用来进行产品质量检测，保证出品合格率。
[0003]尽管面阵结构光测量装置能在一定程度上解决复杂目标的测量问题，但现有的面阵结构光测量装置往往扫描速度较慢，尤其是当待测量目标较大时，无法大范围的测量目标表面，并且测量精度不高。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型的目的在于提供一种基于双目视觉的面阵测量装置，其中通过对其关键组件的结构及其设置方式、内部构造等进行改进，与现有技术相比能够有效解决现有面阵结构光测量装置扫描速度慢、无法大范围测量目标表面的问题，并且还确保了测量精度，测量结果准确。
[0005]为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种基于双目视觉的面阵测量装置，其特征在于，包括三角架、支撑板、面阵投影仪、载物台、手动角位台和双目相机，其中:
[0006]所述三角架与所述支撑板连接；
[0007]所述支撑板上固定设置有滑轨和所述面阵投影仪；
[0008]所述载物台包括第一载物台和第二载物台；所述第一载物台和第二载物台均安装在所述滑轨上，并分别位于所述面阵投影仪的两侧；
[0009]所述手动角位台包括第一手动角位台和第二手动角位台，分别安装在所述第一载物台和第二载物台上；
[0010]所述双目相机包含第一镜头和第二镜头；所述第一镜头和第二镜头分别安装在第一手动角位台和第二手动角位台上，所述第一手动角位台和第二手动角位台用于调整所述第一镜头和第二镜头的俯仰角。
[0011]作为本实用新型的进一步优选，所述滑轨上还设置有导杆，用于移动和锁紧固定所述第一载物台和第二载物台。
[0012]作为本实用新型的进一步优选，该面阵测量装置还包括外壳，用于包裹所述支撑板、面阵投影仪、载物台、手动角位台和双目相机；所述外壳在所述第一镜头和第二镜头位置处还开设有孔便于调整所述第一手动角位台和第二手动角位台，以及移动所述第一镜头和弟—.镜头。
[0013]作为本实用新型的进一步优选，所述外壳在所述面阵投影仪位置处还开有孔用于暴露所述面阵投影仪的操作面板。
[0014]作为本实用新型的进一步优选，所述外壳上还开设有矩形阵列的散热槽。
[0015]作为本实用新型的进一步优选，所述外壳包括上壳体和下壳体。
[0016]通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于双目相机通过滑轨上的导杆可以实现快速移动，能够根据待测量目标的大小，灵活调整扫描范围，双目相机既能与投影仪光轴成对称布置也能与投影仪成非对称布置，形成基于双目视觉的面阵测量装置。双目相机的每个镜头(包括第一镜头和第二镜头)都可以通过调节手动角位台来精细调整双目相机两个相机镜头的光轴夹角、镜头光轴与投影仪光轴的夹角等，提高测量精度，减小测量误差。此外，本测量装置的外壳在特定位置(包括第一镜头和第二镜头位置处、面阵投影仪位置处等)开设有孔，便于调整面阵投影仪，调整手动角位台，从而调整双目相机第一镜头和第二镜头的俯仰角。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构示意图；
[0018]图2是本实用新型未安装外壳时的结构示意图。
[0019]附图中各附图标记的含义如下:1为三脚架，2为支撑板，3为投影仪，4为滑轨，5为载物台，6为手动角位台，7为双目相机，8为外壳。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021]实施例1
[0022]图1、图2所示为一种双目视觉面阵测量装置，包含三角架I，三角架I为可调整三脚架，通过调整三脚架I的三维云台能够实现多角度测量，通过调整三脚架I的中轴，可实现变高度测量。三脚架I通过螺丝连接支撑板2。支撑板2通过螺丝连接数字面阵投影仪3和滑轨4。数字面阵投影仪型号为明基W1000数码投影仪，分辨率为1920X1080，可向被扫描物体投射一定相位差的光栅条纹。滑轨4通过螺栓连接外壳8。
[0023]上述滑轨4两侧分别安装载物台5。载物台5上设有手动角位台6。手动角位台6型号为LY101SJW10M，其精度高能保证相机光轴夹角相差1°之内。手动角位台上装有双目相机7。其型号为Point Grey公司的50S5，双目相机7上的可调焦镜头焦距为f = 24mm。双目相机7可以通过二维靶标标定，为三维重建提供内部参数与外部参数。双目相机7与投影仪3都与电脑连接，用于计算目标的各项参数，获得测量值。
[0024]上述滑轨4上设置有导杆，双目相机7的每个镜头均能够沿导杆移动，并通过锁紧螺钉固定。因此双目相机既能与投影仪光轴成对称布置(即双目相机7的每个镜头距离投影仪光轴的距离相等)，也能与投影仪成非对称布置，方便测量原型系统进行调试试验。
[0025]根据上述投影仪3投影光栅与相机7的视场要求，相机的俯仰角可用所述手动角位台进行调整。
[0026]上述外壳8分上下两块壳体，其由塑料注塑而成。外壳8可对该测量装置内部的投影仪、相机等起保护作用。外壳中间开有矩形孔以露出投影仪操作面板，利于操作投影仪面板。外壳两侧(尤其是投影仪位置以及双目相机位置)开有矩形阵列的散热槽，利于扫描仪的散热。当然，外壳8在投影仪3的投影输出位置也必然开设有孔，以便于投影仪3将有一定相位差的光栅条纹投射到待测量目标。
[0027]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于双目视觉的面阵测量装置，其特征在于，包括三角架(1)、支撑板(2)、面阵投影仪(3)、载物台(5)、手动角位台(6)和双目相机(7)，其中: 所述三角架(I)与所述支撑板(2)连接； 所述支撑板(2)上固定设置有滑轨(4)和所述面阵投影仪(3); 所述载物台(5)包括第一载物台和第二载物台；所述第一载物台和第二载物台均安装在所述滑轨(4)上，并分别位于所述面阵投影仪(3)的两侧； 所述手动角位台(6)包括第一手动角位台和第二手动角位台，分别安装在所述第一载物台和第二载物台上； 所述双目相机(7)包含第一镜头和第二镜头；所述第一镜头和第二镜头分别安装在第一手动角位台和第二手动角位台上，所述第一手动角位台和第二手动角位台用于调整所述第一镜头和第二镜头的俯仰角。
2.如权利要求1所述基于双目视觉的面阵测量装置，其特征在于，所述滑轨(4)上还设置有导杆，用于移动和锁紧固定所述第一载物台和第二载物台。
3.如权利要求1所述基于双目视觉的面阵测量装置，其特征在于，该面阵测量装置还包括外壳(8)，用于包裹所述支撑板(2)、面阵投影仪(3)、载物台(5)、手动角位台(6)和双目相机(7);所述外壳(8)在所述第一镜头和第二镜头位置处还开设有孔便于调整所述第一手动角位台和第二手动角位台，以及移动所述第一镜头和第二镜头。
4.如权利要求3所述基于双目视觉的面阵测量装置，其特征在于，所述外壳(8)在所述面阵投影仪(3)位置处还开有孔用于暴露所述面阵投影仪(3)的操作面板。
5.如权利要求3所述基于双目视觉的面阵测量装置，其特征在于，所述外壳(8)上还开设有矩形阵列的散热槽。
6.如权利要求3所述基于双目视觉的面阵测量装置，其特征在于，所述外壳(8)包括上壳体和下壳体。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于双目视觉的面阵测量装置，包括三角架、支撑板、滑轨、面阵投影仪、载物台、手动角位台和双目相机，载物台包括第一载物台和第二载物台；第一载物台和第二载物台均安装在滑轨上，并分别位于面阵投影仪的两侧；手动角位台包括第一手动角位台和第二手动角位台，分别安装在第一载物台和第二载物台上；双目相机包含第一镜头和第二镜头；第一镜头和第二镜头分别安装在第一手动角位台和第二手动角位台上，第一手动角位台和第二手动角位台用于调整第一镜头和第二镜头的俯仰角。本实用新型双目视觉面阵测量装置能快速、大范围的测量物体表面并获得较高的测量精度。
【IPC分类】G01B11-25
【公开号】CN204405025
【申请号】CN201520122067
【发明人】谢核, 蒋诚, 李文龙
【申请人】武汉克诺德智能科技有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月2日