一种线激光扫描柱状物体三维轮廓测量装置及方法与流程

文档序号:12443685阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种线激光扫描柱状物体三维轮廓测量装置,其特征在于,包括转动平动装置(1)、待测物体(2)、一字线激光器(3)、工业相机(4),所述待测物体(2)为圆柱形,所述待测物体(2)的一端设置于所述转动平动装置(1)上,所述待测物体(2)的另一端以一定角速度ω转动且沿轴向以速度v移动,所述一字线激光器(3)固定设置于所述待测物体(2)的上方,所述一字线激光器(3)投影的激光与所述轴向平行,所述工业相机(4)固定设置于待测物体(2)的上方,所述工业相机(4)与所述一字线激光器(3)投影的激光平面呈一定角度。

2.根据权利要求1所述的一种线激光扫描柱状物体三维轮廓测量装置,其特征在于,所述一字线激光器(3)与所述工业相机(4)所呈的角度为30°。

3.一种基于权利要求1所述的线激光扫描柱状物体三维轮廓测量装置的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

步骤SS1:待测物体(2)安装在转动平动装置(1)上,待测物体(2)呈柱状,以速度v沿轴向移动,同时绕着轴以ω转动;

步骤SS2:一字线激光器(3)发出激光投影在轴上,与一字线激光器(3)的出光口构成扫描面,随着待测物体(2)的平动和转动实现无盲点扫描;

步骤SS3:工业相机(4)与一字线激光器(3)置于同一个垂面内,并保持一定的角度,将经过轴且垂直于激光面的平面为基准面进行相机标定,利用三角测距原理,计算出每一帧扫描图片的深度信息,从而重构出柱状待测物体(2)的三维轮廓。

4.根据权利要求3所述的一种线激光扫描柱状物体三维轮廓测量方法,其特征在于,所述步骤SS2中所述的无盲点扫描包括:单周期偏移距离要小于线激光长度L,即

V*T=V*2π/ω≤L 式(1)

待测物体平动速度v和转动角速度ω以及一字线激光长度L必须满足上式。

5.根据权利要求4所述的一种线激光扫描柱状物体三维轮廓测量方法,其特征在于,所述步骤SS2中所述的无盲点扫描具体包括:设定线激光在一个周期内扫过的区域为ADBC,AD表示线激光的起始位置,BC表示扫描一周后线激光所在的位置,设待测物体(2)的旋转角速度为ω,位移速度为V,线激光长度为L则有如下关系,

角度对应关系:Angle(t)=ω*t 式(2)

位移对应关系:(t)=V*t 式(3)

根据式(2)和式(3),在处理每一帧数据时,引入偏移量算出待测物体(2)实际的三维信息。

6.根据权利要求3所述的一种线激光扫描柱状物体三维轮廓测量方法,其特征在于,所述步骤SS3中所述的相机标定包括:所述一字线激光器(3)发出的一字线激光固定投向待测物体(2)的轴线,随着物体的平动和转动扫描物体的表面,工业相机(4)接收经待测物体(2)轮廓面漫反射的光线,设定位移速度v和角速度ω得到无盲点的扫描结果。

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