CN101706264B - 投影三维测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及投影三维测量装置，包括底座，底座上设有安装支架，底座上安装有XYZ方向移动装置，检测头包括图像采集装置、投影装置和环形光源，投影装置包括发光装置、结构光调制部件、投影透镜组和，各部件依次平行设置，检测头内设有控制器，控制器与图像采集装置、投影装置和环形光源分别连接，投影装置为至少两个可分别发出不同颜色光的投影装置；图像采集装置设有用以采集彩色光信号，并将彩色光信号转换为电信号的装置。本发明测量被测物体的三维尺寸更加精准，且测量速度更快。
Description
技术领域
本发明涉及一种三维测量装置，具体涉及一种利用投影技术的三维测量装置。
背景技术
目前，现有的无阴影3维轮廓测量技术是双侧白光扫描测量方式。申请人株式会社高永科技，申请的专利号为200480003759.X的专利中公开如下技术特征：先是第一侧光源产生的平行光，经过光栅产生的结构光经过镜片反射后照射测量对象的一侧，另一侧光源也产生光栅结构光经过镜片反射后照射测量对象的另一侧，光栅移动后，两侧光源交替逐次扫描，图像采集装置依次采集图像，经过计算机计算出两侧的三维图实现无阴影3维测量。双侧扫描测量装置实现无阴影测量时需要分别依次在测量对象一侧和另一测扫描，其测量时间是单侧测量装置的两倍，单侧测量为采集N张照片时，双侧测量需采集2N张照片。因此在双侧测量时，速度慢效率低。再次，每一侧光栅的频率是固定的，只能发射出单一频率的光栅结构光，无法在测量期间动态改变，测量灵活性差。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，开发设计出一种测量更加精准，且测量速度更快的投影测量装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
投影三维测量装置，包括底座，底座上设有安装支架，底座上安装有用以带动检测头装置在测量对象上XYZ三方向移动的XYZ方向移动装置，检测头包括图像采集装置、投影装置和环形光源，投影装置包括发光装置、结构光调制部件和投影透镜组，各部件依次平行设置，检测头内设有控制器，控制器与所述图像采集装置、投影装置和环形光源分别连接，投影装置为至少两个可分别发出不同颜色光的投影装置；所述的图像采集装置设有用以采集彩色光信号，并将彩色光信号转换为电信号的装置。
投影三维测量装置，所述的发光装置为可发出不同单色光的发光装置。
投影三维测量装置，所述的投影透镜组后设置有用于按程序设定保证投影所需白色或单色光谱的切换装置。
投影三维测量装置，所述的切换装置由滤波片和滤波片驱动装置组成；滤波片平行设置于所述发光装置的下方，滤波片驱动装置与控制器连接。
投影三维测量装置，所述的用以采集彩色光信号，并将彩色光信号转换为电信号的装置为彩色光电转换元件。
投影三维测量装置，所述的彩色光电转换元件为彩色CCD。
投影三维测量装置，所述的彩色光电转换元件为CMOS光电转换元件。
本发明在测量时，3个角度的投影部件分别处于红、绿、蓝结构光投影状态，发出单色结构光，同时照射在测量对象表面，彩色图像采集部件同时采集从测量对象反射出的从3个角度上照射的结构光，彩色图像采集部件的红绿蓝单元可分离出3个角度上反射出的结构光，计算机处理后取得高速无阴影3D测量结果。由于实现了三个角度的同时拍摄，大大提高了工作效率，使测量速度提高。
附图说明
图1为实施例1主视结构示意图。
图2为实施例2主视结构示意图。
图3为俯视结构示意图。
具体实施方式
参见图1、图3所示。
投影三维测量装置，包括底座41，底座41上设有安装支架，底座41上安装有用以带动检测头装置在测量对象上XYZ三方向移动的XYZ方向移动装置，检测头包括图像采集装置20、投影装置10和环形光源30，图像采集装置20安装在被测对象40上方，图像采集装置20包括彩色光电转换元件彩色CCD20a，三个投影装置10安装在被测对象40上方图像采集装置20的一侧并且均匀分布，投影装置10下安装有环形光源30。投影装置10包括可发出不同单色光的发光装置11，发光装置11方平行设置有结构光调制部件12；结构光调制部件12下方平行设置有投影透镜组13；投影透镜组13下方设置有用于按程序设定保证投影所需白色或单色光谱的切换装置，切换装置由滤波片14和滤波片驱动装置15组成；滤波片驱动装置15与控制器1的投影控制单元1b连接。
控制器1由图像采集单元1a、投影控制单元1b、环形光控制单元1c、计算和存储单元1d通过总线1e连接构成；图像采集单元1a的信号输入端与彩色CCD20a的信号输出端连接；投影控制单元1b的信号输出端分别与平行光源部件11b、前偏振片12、透射型显示元件13和后偏振片14的信号输出端连接。环形光源30的控制信号输入端与环形光控制单元1c连接。
本发明在测量时，三个角度的投影装置10件分别处于红、绿、蓝结构光投影状态，发出单色结构光，同时照射在测量对象40表面，彩色CCD20a同时采集从测量对象40反射出的从三个角度上照射的结构光，彩色CCD20a的红绿蓝单元可分离出三个角度上反射出的结构光，计算机处理后取得高速无阴影3D测量结果。由于实现了三个角度的同时拍摄，大大提高了工作效率，使测量速度提高。
实施例2
参见附图2所示。
两个投影装置10安装在被测对象40上方图像采集装置20的一侧并且均匀分布。其余同实施例1所述。
两个角度的投影装置10件分别处于不同彩色结构光投影状态，发出单色结构光，同时照射在测量对象40表面，彩色CCD20a同时采集从测量对象40反射出的从两个角度上照射的结构光，彩色CCD20a可分离出两个角度上反射出的结构光，计算机处理后取得高速无阴影3D测量结果。由于实现了两个角度的同时拍摄，大大提高了工作效率，使测量速度提高。
Claims (4)
1.投影三维测量装置，包括底座，底座上设有安装支架，底座上安装有用以带动检测头装置在测量对象上XYZ三方向移动的XYZ方向移动装置，检测头包括图像采集装置、投影装置和环形光源，投影装置包括发光装置、结构光调制部件和投影透镜组，各部件依次平行设置，检测头内设有控制器，控制器与图像采集装置、投影装置和环形光源分别连接，其特征在于所述的投影装置为三个可分别发出不同颜色的投影装置，三个投影装置分别处于红、绿、蓝结构光投影状态，发出单色结构光，所述三个投影装置倾斜安装在图像采集装置的一侧并且均匀分布在一个圆周上；所述图像采集装置设有用以采集彩色光信号，并将彩色光信号转换为电信号的装置，彩色图像采集装置的红绿蓝单元可分离出三个角度上反射出的结构光，计算机处理后取得无阴影3D测量结果；所述的投影透镜组后设置有用于按程序设定保证投影所需白色或单色光谱的切换装置；所述的切换装置由滤波片和滤波片驱动装置组成；滤波片平行设置于所述发光装置的下方，滤波片驱动装置与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的投影三维测量装置，其特征在于所述的用以采集彩色光信号，并将彩色光信号转换为电信号的装置为彩色光电转换元件。
3.根据权利要求2所述的投影三维测量装置，其特征在于所述的彩色光电转换元件为彩色CCD。
4.根据权利要求2所述的投影三维测量装置，其特征在于所述的彩色光电转换元件为CMOS光电转换元件。
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