像采集装置7连接，所述串口通信电路202连接上位机，所述USB_HUB电路203与所述Μ⑶控制电路205连接。在一些实施例中，所述下位机控制电路9还包括:电源电路207，所述电源电路207分别与所述Μ⑶控制电路205、线激光驱动电路206、电机驱动电路204连接。通过设置在连接框架中的下位机控制电路9，简化了上位机软件控制图像属性的操作方式，从多个面板调节简化成了一个面板调节图像属性，达到简化效果。
[0033]请参考图3?图4，图3是本实用新型一实施例中激光3D扫描设备结构示意图(立体图)，图4是本实用新型一实施例中激光3D扫描设备结构示意图(右视图)。
[0034]本实用新型提供的一种激光3D扫描设备，包括:物体旋转部件4、图像采集装置7、一字线激光光源8、连接框架，所述连接框架由水平连接件和竖直连接件组成，所述水平连接件与所述竖直连接件固定连接，所述图像采集装置7、一字线激光光源8均设置在竖直连接件的同一侧，在所述水平连接件上设置所述物体旋转部件4，还包括:设置在连接框架中的下位机控制电路9，与所述物体旋转部件4连接用以控制所述物体旋转部件4转动;与所述图像采集装置7连接用以控制图像采集装置7拍摄;与所述一字线激光光源8连接用以调节激光光源。更进一步，所述物体旋转部件4包括:旋转平台1、支撑件2、电机3、支架盘5和滚动轴承6，该电机的电机头与所述支架盘5的中央所设置的凹槽处形成卡合，所述支架盘5固定在所述旋转平台1上，所述旋转平台1通过相对设置的支撑件2卡接，所述滚动轴承6设置在支架盘5和支撑件2之间，所述电机3与所述下位机控制电路9中的电机驱动电路204连接，使所述旋转平台1匀速旋转。更进一步，所述竖直连接件为外框架结构10，所述图像采集装置7通过M3螺栓与外框架结构10上的螺母孔固定，所述一字线激光光源8放置于所述外框架结构10上的托盘11处，所述下位机控制电路9通过M3螺栓固定于外框架结构10上。更进一步，所述旋转平台1与支架盘5通过M3螺母固定，支撑件2和电机3通过M3螺母固定于外框架结构10上。作为本实施例中的优选，所述一字线激光光源8为5mW—字线激光。作为本实施例中的优选，所述图像采集装置7为带有USB接口的摄像头。作为本实施例中的优选，所述一字线激光光源8为具有全角是7°，10°，30°，45°，60°，75°或90°的透镜的一字线激光器提供。
[0035]具体而言，在该激光3D扫描设备的工作步骤分为两步:1、标定；2、扫描。在标定步骤中，张正友黑白标定板放置于旋转平台1中央以后，电机3带动位于中央的旋转平台1进行等间隔的旋转，与此同时，下位机控制电路9获取图像采集装置7拍摄的图像，提取图片中的黑白标定格，标定摄像头的内矩阵、外矩阵参数以及线激光头的定位、旋转参数。在扫描步骤中，将被扫描物体放置于旋转平台1，电机3带动旋转平台1等角度旋转，与此同时，下位机控制电路9不断控制线激光开关。在电机3旋转固定间隔稳定以后，首先，线激光处于关闭状态，图像采集装置7中的摄像头拍摄到物体表面无激光照射的二维图像a，然后电机3保持不动状态，打开线激光，摄像头拍摄到物体表面有激光照射的二维图像b。与此同时，下位机控制电路9将图像a和图像b从RGB颜色空间转换为YCrCb颜色空间，将图像b的YCrCb空间的Cr分量减去图像a的YCrCb空间的Cr分量，得到物体表面的激光轮廓的二维图像坐标，根据标定步骤中的标定参数，求出物体表面线激光照射到的区域的一组点云数据。电机3带动位于中央的旋转平台1从0°到360°等间隔转动，每转动一次，执行一次前面的扫描过程，每一次转动提取到的点云数据组合到一起即为物体表面的轮廓数据。
[0036]所属领域的普通技术人员应当理解:以上，所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种激光3D扫描设备，其特征在于，包括:物体旋转部件、图像采集装置、一字线激光光源、连接框架，所述连接框架由水平连接件和竖直连接件组成，所述水平连接件与所述竖直连接件固定连接，所述图像采集装置、一字线激光光源均设置在竖直连接件的同一侧，在所述水平连接件上设置所述物体旋转部件， 还包括:设置在连接框架中的下位机控制电路，与所述物体旋转部件连接用以控制所述物体旋转部件转动；与所述图像采集装置连接用以控制图像采集装置拍摄;与所述一字线激光光源连接用以调节激光光源。2.根据权利要求1所述的激光3D扫描设备，其特征在于，所述下位机控制电路包括:线激光驱动电路、电机驱动电路、USB_HUB电路、MCU控制电路，所述线激光驱动电路与所述MCU控制电路连接，所述线激光驱动电路与一字线激光光源连接;所述电机驱动电路与所述MCU控制电路连接，所述电机驱动电路与物体旋转部件连接;所述USB_HUB电路与所述MCU控制电路连接。3.根据权利要求2所述的激光3D扫描设备，其特征在于，所述USB_HUB电路与USB通信电路、串口通信电路连接，所述USB通信电路与图像采集装置连接，所述串口通信电路连接上位机，所述USB_HUB电路与所述MCU控制电路连接。4.根据权利要求2所述的激光3D扫描设备，其特征在于，所述下位机控制电路还包括:电源电路，所述电源电路分别与所述MCU控制电路、线激光驱动电路、电机驱动电路连接。5.根据权利要求1、2或3所述的激光3D扫描设备，其特征在于，所述一字线激光光源为5mW—字线激光。6.根据权利要求1、2或3所述的激光3D扫描设备，其特征在于，所述图像采集装置为带有USB接口的摄像头。7.根据权利要求1、2或3所述的激光3D扫描设备，其特征在于，所述一字线激光光源为具有全角是7°，10°，30°，45°，60°，75°或90°的透镜的一字线激光器提供。8.根据权利要求1所述的激光3D扫描设备，其特征在于，所述物体旋转部件包括:旋转平台、支撑件、电机、支架盘和滚动轴承，该电机的电机头与所述支架盘的中央所设置的凹槽处形成卡合，所述支架盘固定在所述旋转平台上，所述旋转平台通过相对设置的支撑件卡接，所述滚动轴承设置在支架盘和支撑件之间，所述电机与所述下位机控制电路中的电机驱动电路连接，使所述旋转平台匀速旋转。9.根据权利要求1所述的激光3D扫描设备，其特征在于，所述竖直连接件为外框架结构，所述图像采集装置通过M3螺栓与外框架结构上的螺母孔固定，所述一字线激光光源放置于所述外框架结构上的托盘处，所述下位机控制电路通过M3螺栓固定于外框架结构上。10.根据权利要求8所述的激光3D扫描设备，其特征在于，所述旋转平台与支架盘通过M3螺母固定，支撑件和电机通过M3螺母固定于外框架结构上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光3D扫描设备，包括：物体旋转部件、图像采集装置、一字线激光光源、连接框架，还包括：设置在连接框架中的下位机控制电路，与所述物体旋转部件连接用以控制所述物体旋转部件转动；与所述图像采集装置连接用以控制图像采集装置拍摄；与所述一字线激光光源连接用以调节激光光源。本实用新型提供的激光3D扫描设备，成本低廉，体积小，使用方便，只需要一个线激光即可扫描物体的外轮廓。并通过在下位机控制电路中设置USB_HUB电路，简化了3D扫描仪的接线方式，仅仅通过一根USB线即可与上位机相连。通过设置在连接框架中的下位机控制电路，简化了上位机软件控制图像属性的操作方式。
【IPC分类】G01B11/24
【公开号】CN205138441
【申请号】CN201520793446
【发明人】刘佳宜, 张俊, 戴聪, 胡建民, 葛济宾, 张帆
【申请人】武汉斯托得科技有限责任公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年10月14日