一种用于三维扫描装置的扫描架的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于三维扫描装置的扫描架，属于自动扫描技术领域。
【背景技术】
[0002]三维立体扫描就是测量实物表面的三维坐标点集，得到的大量坐标点的集合称为点云(Point Cloud)。目前，三维光学扫描仪根据其原理不同主要分为2类，一类是“照相式”，一类是“激光式”，两者都是非接触式，其中，“激光式”扫描仪属于较早的产品，由扫描仪发出一束激光光带，光带照射到被测物体上并在被测物体上移动时，就可以采集出物体的实际形状，“激光式”扫描仪一般要配备关节臂。“照相式”扫描仪是针对工业产品涉及领域的新一代扫描仪，其采用可见光将特定的光栅条纹投影到测量工作表面，借助两个高分辨率CCD数码相机对光栅干涉条纹进行拍照，利用光学拍照定位技术和光栅测量原理，可在极短时间内获得复杂工作表面的完整点云。目前，市面上常见的三维扫描装置扫描架普遍存在如下缺陷:扫描速度慢，一般完成一次全身扫描需要数分钟，而且扫描精度低，且操作不方便。
[0003]有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种用于三维扫描装置的扫描架，本案由此产生。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种扫描速度快，精度高，且操作简单的三维扫描装置扫描架。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0006]—种用于三维扫描装置的扫描架，包括活动安装在三维扫描装置立柱上的支架，均匀安装在支架上的若干个扫描头，以及安装在支架上的电源模块和交换机，所述支架为环形或多边形，所述扫描头顶部设有摄像头，摄像头正对支架中心，所述摄像头与图像处理模块相连，图像处理模块通过交换机与三维扫描装置控制箱连接，电源模块为扫描头供电。
[0007]作为优选，所述支架与立柱的连接端设有滑块，所述滑块滑动安装在立柱上。滑块的设置，可以使扫描架上升/下降过程更加平稳。
[0008]作为优选，所述支架设有上下两层，分别为底圈和顶圈，其中，底圈上的扫描头个数大于顶圈上的个数。
[0009]作为优选，所述底圈上均匀设有8个以上摄像头，顶圈上均匀设有4个以上扫描头。
[0010]作为优选，所述底圈上均匀设有36个摄像头，顶圈上均匀设有12个扫描头。
[0011]作为优选，所述底圈上摄像头水平安装，所述顶圈上的摄像头倾斜安装，一般向下倾斜 20~45°。
[0012]作为优选，所述摄像头通过连接臂安装在支架上，图像处理模块固定安装在连接杆上。
[0013]本实用新型所述的用于三维扫描装置的扫描架可在电机的驱动下沿着三维扫描装置立柱上下运动，运动时开启各个摄像头进行拍照，并把拍摄数据通过图像处理模块处理后依次发送给交换机、三维扫描装置控制箱和上位机，上位机再进行三维模型合成，最终实现三维扫描，上述结构的扫描架主要具有如下优点:
[0014]1、精度高:扫描架采用上下两层，数十个摄像头同时进行图像采集，合成后的三维模型精度可达到1mm ;
[0015]2、扫描速度快:扫描架沿着立柱可进行快速运动，一般5秒可以完成一次半身扫描，20秒可完成一次全身扫描；
[0016]3、操作简单:只需要在上位机中设置好相关扫描指令，扫描架会自动完成扫描，并将相应的扫描数据实时发送给上位机，进行三维模型合成。
[0017]以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
【附图说明】
[0018]图1为本实施例的三维扫描装置立体结构示意图(扫描架位于立柱底部)；
[0019]图2为本实施例的扫描架俯视图；
[0020]图3为本实施例的三维扫描装置立体结构示意图(扫描状态)。
[0021]标号说明:
[0022]立柱1、底板11、安装槽12、丝杆13、电机14、滑块15、线槽16
[0023]控制箱2
[0024]扫描架3、支架31、底圈311、顶圈312、扫描头32、连接臂321、摄像头322、图像处理模块323、电源模块33、交换机34
[0025]上位机4。
【具体实施方式】
[0026]本实用新型所述的扫描架主要应用于三维扫描装置，如图1-3所示，所述三维扫描装置，包括立柱1、控制箱2、扫描架3和上位机4 ;其中，所述扫描架3包括活动安装在立柱1上的支架31，均匀安装在支架31上的若干个扫描头32，以及安装在支架31上的电源模块33和交换机34，所述支架31为环形或多边形，为实现全方面扫描，支架31设有上下两层，分别为底圈311和顶圈312，底圈311和顶圈312均安装有扫描头32，所述扫描头32包括连接臂321，所述连接臂321尾部安装在支架31上，顶部设有摄像头322，摄像头322正对支架31中心。其中，底圈311上摄像头322为水平安装，用于水平扫描位于支架31中心的人或物，顶圈312上的摄像头322向下倾斜安装，用于扫描位于支架31中心人或物的顶部，一般向下倾斜20-45°。底圈311上的扫描头3个数大于顶圈312上的个数。一般底圈311上至少均匀设置8个不同方位的扫描头32，顶圈312上至少均匀设有4个不同方位的的扫描头32。在本实施例中，所述底圈311上均匀设有36个扫描头32，顶圈312上均匀设有12个扫描头32，扫描头32的分布越密集，所扫描的图像越详尽。每个摄像头322均连接有一个图像处理模块323，所述图像处理模块323固定安装在连接臂321上，通过信号线一端与摄像头322相连，另一端连接交换机34和电源模块33，因为交换机34的接口数量限制，一台三维扫描装置需要多个交换机34，用于连接数十个扫描头32，电源模块33也是如此，需要多个电源模块33才能满足供电要求。图像处理模块323通过交换机34与控制箱2连接，电源模块33为摄像头322、图像处理模块323和交换机34供电。
[0027]所述三维扫描装置包括2个以上立柱1，在本实施例中，采用3个立柱1均匀设置，用于支承扫描架3，为使立柱1更稳固，其底部设有底板11，增大立柱1与地面的接触面。立柱1内侧设有安装槽12，丝杆13垂直设置在安装槽12内，支架31通过连接件与丝杆13联动连接，丝杆13顶部和底部均设有限位开关，用于控制扫描架3的行程，电机14安装在立柱1顶部。控制箱2控制电机14转动，进而驱动丝杆13旋转，带动支架31上升或下降，所述控制箱2与上位机4相连。所述支架31与立柱1的连接端进一步设有滑块15，所述滑块15滑动安装在立柱1上。滑块15的设置，可以使扫描架3上升/下降过程更加平稳。
[0028]所述三维扫描装置的其中一个立柱1上设有线槽16，用于安装交换机34与控制箱2的信号线，以及电源模块33与外部电源的连接电线。
[0029]上述三维扫描装置的扫描方法，包括如下步骤:
[0030]1)通过上位机4输入扫描指令，控制箱2根据此命令解释成相应时序信号直接控制电机14动作:先将扫描架3运行到立柱1的最底端，触碰到限位开关后，再将扫描架3运行到立柱1的最顶端，完成扫描前初始化工作，保证扫描架3在扫描时各项运动正常完成；
[0031]2)上位机4根据扫描物/人的高度，将扫描架3运行到扫描物/人的顶部，同时通过交换机34和图像处理模块323控制摄像头322开始拍照；
[0032]3)上位机4控制扫描架3匀速下降，各个摄像头322根据设定的时间间隔进行间歇性拍照，一般扫描175CM高的人物时，整个过程，进行5-6次拍照，也可以根据需求调整拍照次数，一般等距离/等时间内拍照次数越多(即拍照频率高)，扫描精度越高；
[0033]4)各个摄像头322将扫描到的图像数据经过图像处理模块323处理后，通过交换机34发送给控制箱2，并在上位机4的显示器中进行实时显示；
[0034]5)当扫描架3下降到立柱1底部，触动丝杆13底部的限位开关时，控制箱2控制电机14停止工作，摄像头322暂停拍摄，三维扫描结束，此时，所有扫描数据已通过交换机34依次发送给控制箱2和上位机4。
[0035]上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
【主权项】
1.一种用于三维扫描装置的扫描架，其特征在于:包括活动安装在三维扫描装置立柱上的支架，均匀安装在支架上的若干个扫描头，以及安装在支架上的电源模块和交换机，所述支架为环形或多边形，所述扫描头顶部设有摄像头，摄像头正对支架中心，所述摄像头与图像处理模块相连，图像处理模块通过交换机与三维扫描装置控制箱连接，电源模块为扫描头供电。2.如权利要求1所述的一种用于三维扫描装置的扫描架，其特征在于:所述支架与立柱的连接端设有滑块，所述滑块滑动安装在立柱上。3.如权利要求1所述的一种用于三维扫描装置的扫描架，其特征在于:所述支架设有上下两层，分别为底圈和顶圈，其中，底圈上的扫描头个数大于顶圈上的个数。4.如权利要求3所述的一种用于三维扫描装置的扫描架，其特征在于:所述底圈上均匀设有8个以上摄像头，顶圈上均匀设有4个以上扫描头。5.如权利要求3所述的一种用于三维扫描装置的扫描架，其特征在于:所述底圈上均匀设有36个摄像头，顶圈上均匀设有12个扫描头。6.如权利要求3所述的一种用于三维扫描装置的扫描架，其特征在于:所述底圈上摄像头水平安装，所述顶圈上的摄像头倾斜安装，向下倾斜角为20~45°。7.如权利要求1所述的一种用于三维扫描装置的扫描架，其特征在于:所述摄像头通过连接臂安装在支架上，图像处理模块固定安装在连接杆上。
【专利摘要】本实用新型公开一种用于三维扫描装置的扫描架，包括活动安装在三维扫描装置立柱上的支架，均匀安装在支架上的若干个扫描头，以及安装在支架上的电源模块和交换机，所述支架为环形或多边形，所述扫描头顶部设有摄像头，摄像头正对支架中心，所述摄像头与图像处理模块相连，图像处理模块通过交换机与三维扫描装置控制箱连接，电源模块为扫描头供电。上述结构的三维扫描装置扫描架具有扫描速度快，精度高，且操作简单等特点。
【IPC分类】G01B11/24
【公开号】CN205014960
【申请号】CN201520667488
【发明人】张靖, 金良, 金伟刚, 陈明, 傅志强, 金杰, 曾祥伟, 冯祺凯, 王迪龙
【申请人】绍兴迅实电子科技有限公司, 东莞智维立体成型股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年8月31日