本实用新型涉及三维扫描技术领域，更具体地说，涉及一种三维扫描仪校准装置。
背景技术：
光学三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云，这些点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型，若扫描仪能够取得表面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴，形成彩色的模型。
扫描仪在扫描前需要先进行校准，目前国内外各大厂家的校准方法都是以厂家提供的球距规作为标准器，经过扫描仪扫描形成模型，再用软件对模型进行测量。用到的标准器是由9组标准圆球组成的，采用陶瓷、钢等具有漫反射材料制成的球体固定在大理石或者铝材板等亚光材料上，每组球的球距按照标准方法要求的距离设计。每个球体的圆度小于2μm，球距距离用三坐标测量机测量，溯源到三坐标测量机。虽然坐标机的精度可以达到(2～3)μm，而扫描仪一般精度在0.01mm以上，坐标机可以测量球距尺寸及球体尺寸，但是这种方法在应用中存在一定的局限性，具体表现在：
国内还没有这种标准器的批量生产，包括代理商也是根据自己销售仪器的量程进行订做一组或者多组的球距规，这就导致了该种标准器只能实用于一定量程的扫描仪，没有通用性。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种三维扫描仪校准装置，提高测量精度，增加扫描仪量程的应用范围。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种三维扫描仪校准装置，包括底板和多组直径不同的标准球，每组所述标准球均包括两个直径相同的标准球本体，各组所述标准球均设置在所述底板上。
优选地，每组所述标准球的两个所述标准球本体分别记为第一标准球本体和第二标准球本体，所述第一标准球本体的球心和所述第二标准球本体的球心到所述底板的上表面的距离相同。
优选地，所述第一标准球本体的球心或所述第二标准球本体的球心到所述底板的上表面的距离为1-50毫米。
优选地，所述标准球本体的直径为1-100毫米，所述标准球本体的圆度为0.5-5μm。
优选地，所述底板为轴对称结构，各组所述标准球的两个标准球本体的中心连线相互平行，且各组所述标准球的两个标准球本体均关于所述底板的对称轴对称排布。
优选地，各组所述标准球沿所述底板的对称轴依次排布；或者在所述底板的对称轴的每一侧，各组所述标准球的标准球本体关于与所述对称轴相垂直的轴线交错排布。
优选地，所述标准球与所述底板采用碳纤维板连接或者金属板连接。
优选地，所述标准球采用亚光材质，所述底板的材质为碳纤维。
优选地，所述底板的中心设有用于固定三角架的连接孔。
优选地，所述连接孔为螺纹孔。
本实用新型的有益效果是：通过在底板上设置多组直径不同的标准球，由于不同直径的标准球对应不同量程的扫描仪，所以在进行不同量程的扫描仪校准时，只需将扫描仪对应校准装置上不同直径的标准球测量即可，大大增加了扫描仪量程的应用范围。本实用新型结构简单，使用效果好，易于推广使用。
附图说明
图1为本实用新型的三维扫描仪校准装置的实施例一的结构示意图。
图2为本实用新型的三维扫描仪校准装置的实施例二的结构示意图。
其中：1-标准球，2-螺纹孔，3-底板，4-碳纤维板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
请参阅附图1，本实施例的一种三维扫描仪校准装置，包括底板3和多组直径不同的标准球1，每组所述标准球1均包括两个直径相同的标准球1本体，各组所述标准球1均设置在所述底板3上。
基于上述技术特征的三维扫描仪校准装置，通过在底板3上设置多组直径不同的标准球1，通过在底板3上设置多组直径不同的标准球1，由于不同直径的标准球对应不同量程的扫描仪，所以在进行不同量程的扫描仪校准时，只需将扫描仪对应校准装置上不同直径的标准球测量即可，大大增加了扫描仪量程的应用范围。本实用新型结构简单，使用效果好，易于推广使用。
本实施例中，所述底板3为轴对称结构，所述底板3的中心设有用于固定三角架的连接孔，所述连接孔为螺纹孔2。较佳地，所述螺纹孔2为G3/8的螺纹孔2。设置所述螺纹孔2，用于将所述扫描仪校准装置固定在三脚架上进行测量。由于螺纹连接可以旋转，所以采用螺纹连接可以保证所述扫描仪校准装置进行360°旋转，保证测量精度。
本实施例中，每组所述标准球1的两个所述标准球本体分别记为第一标准球本体和第二标准球本体，所述第一标准球本体的球心和所述第二标准球本体的球心到所述底板3的上表面的距离相同，且距离为1-50毫米。在实际制作过程中，所述标准球1的中心应尽可能接近所述底板3的上表面，以保证所述标准球1的连接稳定性。
本实施例中，所述标准球本体的直径为1-100毫米，所述标准球本体的圆度为0.5-5μm。在实际制作过程中，在所述底板3上设置的所述标准球1的直径可以根据实际需要设置不同直径的所述标准球1，不过一定要保证所述标准球1的圆度，所述标准球1的圆度按照VDI/VDE2634-2以及VDI/VDE 2634-3标准制作。
本实施例中，所述底板3为轴对称结构，各组所述标准球1的两个标准球本体的中心连线相互平行，且各组所述标准球1的两个标准球本体均关于所述底板3的对称轴对称排布，各组所述标准球1沿所述底板3的对称轴依次排布；或者在所述底板3的对称轴的每一侧，各组所述标准球1的标准球本体关于与所述对称轴相垂直的轴线交错排布。
本实施例中，所述标准球1与所述底板3采用碳纤维板4连接或者金属板连接。在实际制作过程中，直径相对较大的所述标准球1与所述底板3采用碳纤维板4连接，保证在连接过程中不会影响所述标准球1的圆度；而直径相对较小的所述标准球1与所述底板3采用金属板连接。
本实施例中，所述标准球1采用亚光材质，较佳地，所述标准球1采用亚光陶瓷材质。所述底板3的材质为碳纤维。目前现有技术中所使用的标准器，一般都采用具有漫反射材料制成的球体，这种球体在使用中需要在精密标准球表面喷涂显像剂，这就造成了表面根据其均匀程度，会有(3～6)μm的厚度层，这层显像剂会对扫描的测量产生误差，影响测量精度。而本实施例采用亚光陶瓷材质的标准球1不仅在测量过程不用再喷涂一层显像剂，避免了喷涂一层显像剂产生的厚度层导致的测量误差，提高了测量精度。同时，亚光陶瓷材料的热膨胀系数较小，在温度变化的影响下使用这种材料的所述标准器的变形小，使测量结果更稳定。碳纤维具有较小的热膨胀系数，在温度变化的影响下使用这种材料的所述底板3的变形小，使测量结果更稳定。
本实施例中，所述标准球1为5组，每组的所述标准球1的两个所述标准球本体的球距为该组标准球1所对应量程的扫描仪的满量程的2/3。5组所述标准球1的外径分别为15毫米、20毫米、φ25.4毫米、30和38.1毫米。在制作所述标准球1的过程中，所述标准球1的圆度按照VDI/VDE 2634-2以及VDI/VDE 2634-3标准制作，圆度小于或等于1.5微米。同时，由于所述标准球1的外径相对较大，所以将所述标准球1固定在所述底板3上时采用碳纤维板4将所述标准球与所述底板3固定，为保证所述标准器在使用过程中不会因为所述碳纤维板4影响整个装置的稳定性，所述碳纤维板4采用与所述底板3相同的碳纤维材质。另外，为了保证所述标准球1与所述底板3连接的稳定性，以及在运输过程中不会脱落，所述标准球1的中心应尽可能接近所述底板3，较佳地，所述标准球1的中心与所述底板3的高度不大于10毫米。
实施例二
请参阅附图2，本实施与实施例一的差别在于所述标准球1为4组，另外，标准球1的尺寸以及每组标准球1的排布方式与实施例一也存在不同。
本实施例中，所述标准球1为4组，每组的所述标准球1的两个所述标准球本体的球距为该组标准球1所对应量程的扫描仪的满量程的2/3。4组所述标准球1的外径分别为4毫米、8毫米、10毫米和12.7毫米。在制作所述标准球1的过程中，所述标准球1的圆度按照VDI/VDE2634-2以及VDI/VDE 2634-3标准制作，圆度小于或等于1.0微米。同时，由于所述标准球1相对较小，所以将所述标准球1固定在所述底板3上时采用金属板将所述标准球1与所述底板3固定。另外，为了保证所述标准球1与所述底板3连接的稳定性，以及在运输过程中不会脱落，所述标准球1的中心应尽可能接近所述底板3，较佳地，所述标准球1的中心与所述底板3的高度不大于5毫米。
需要指出的是，所述三维扫描仪校准装置的所述标准球1是按照德国制造验收标准VDI/VDE 2634-2及VDI/VDE 2634-3进行制造及验收的，所述标准球1对应的量程也是按照这个标准确定。所述三维扫描仪校准装置的校准方法与目前国内使用标准器的校准方法基本一致，唯一的不同点就是不用在标准球上喷涂一层显像剂，而是直接测量。
本实施例与实施例一的其他结构及相应效果均相同，此处不再赘述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。