CN109211141A - 一种三维扫描仪校正系统 - Google Patents

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    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2504—Calibration devices

Abstract

本发明涉及三维扫描仪校正技术领域，且公开了一种三维扫描仪校正系统，包括中央处理模块、底座和三维扫描仪主体，中央处理模块固定连接在底座顶部的边缘处，底座顶部的一侧开设有容纳槽，容纳槽内底部的中部固定连接有第一电动推杆，第一电动推杆通过数据线与中央处理模块信号连接，第一电动推杆的推杆末端固定连接有第一连接板，第一连接板顶部的中心处通过多个螺栓固定连接有第一电机，第一电机通过数据线与中央处理模块信号连接，第一电机的输出轴末端设有支撑平台，支撑平台底部的中心处与第一电机的输出轴固定连接。该三维扫描仪校正系统，可以快速、便捷地完成对三维扫描仪主体进行精确的校准。

Description

一种三维扫描仪校正系统
技术领域
本发明涉及三维扫描仪校正技术领域，具体为一种三维扫描仪校正系统。
背景技术
由于制造加工技术日益发达，产品本身复杂度也越来越高，为了有效进行质量检验，三维扫描仪的功能要求也越来越高。此外，随着工业机器人技术的日益进步，以视觉导引为基础的智能机器人已成功地投入工业生产，并获得可观的成果。因此，一个高精度的三维扫描量测技术将能有效提高工业机械手臂自动化系统的灵活度与泛用性，因此求得激光坐标的准确位置将能建立完整工件模型，使得自动化系统由所获得的图像中精准地计算工件的位置与姿态，进而大幅提升机械手臂自动化系统的三维检测、工件抓取、搬运和组装能力。而若欲利用三维扫描仪对不同的工件进行量测时，通常需要调整三维扫描仪的激光结构光的角度，此时则需要进行三维扫描仪的校正。
然而，现有技术的三维扫描仪校正方法通常需要通过繁琐的程序，因此会耗费大量的时间、人力，此外，现有技术的三维扫描仪校正方法也无法达到较高的校正精度。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种三维扫描仪校正系统，具备快速、便捷地完成了对三维扫描仪主体进行精确的校准等优点，解决了有技术的三维扫描仪校正方法通常需要通过繁琐的程序，因此会耗费大量的时间、人力的问题。
(二)技术方案
为实现上述快速、便捷地完成了对三维扫描仪主体进行精确的校准的目的，本发明提供如下技术方案：一种三维扫描仪校正系统，包括中央处理模块、底座和三维扫描仪主体，所述中央处理模块固定连接在底座顶部的边缘处，所述底座顶部的一侧开设有容纳槽，所述容纳槽内底部的中部固定连接有第一电动推杆，所述第一电动推杆通过数据线与中央处理模块信号连接，所述第一电动推杆的推杆末端固定连接有第一连接板，所述第一连接板顶部的中心处通过多个螺栓固定连接有第一电机，所述第一电机通过数据线与中央处理模块信号连接，所述第一电机的输出轴末端设有支撑平台，所述支撑平台底部的中心处与第一电机的输出轴固定连接，所述底座顶部的边缘处固定连接有支撑块，所述支撑块的顶部固定连接有第二电动推杆，所述第二电动推杆通过数据线与中央处理模块信号连接，所述第二电动推杆的推杆末端固定连接有第二连接板，所述第二连接板靠近第一电动推杆的一侧固定连接有第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和第二固定块对称设置，所述第一固定块靠近第二固定块一侧的侧壁上通过轴承转动连接有第一转轴，所述第二固定块靠近第一固定块的一侧通过轴承转动连接有第二转轴，所述第一转轴和第二转轴相靠近的一侧共同固定连接有第三连接板，所述三维扫描仪主体固定连接在第三连接板的侧壁上，所述三维扫描仪主体位于第三连接板靠近第一电动推杆的一侧，所述三维扫描仪主体通过数据线与中央处理模块信号连接，所述三维扫描仪主体包括图像撷取模块和两个结构光模块，所述图像撷取模块和两个结构光模块均位于支撑平台的上方，两个所述结构光模块对称设置在三维扫描仪主体的两侧，所述图像撷取模块位于三维扫描仪主体底部的中心处，所述第二转轴远离第一转轴的一端贯穿第二固定块并延伸至第二固定块的一侧，所述第三连接板靠近第一电动推杆的一侧固定连接有支撑板，所述支撑板远离第三连接板的一侧固定连接有第二电机，所述第二电机的输出轴通过联轴器与第二转轴固定连接，所述第二电机通过数据线与中央处理模块信号连接。
优选的，所述中央处理模块包括CPU，所述CPU用于接收、处理信息并发出指令。
优选的，所述结构光模块包括激光发射器，所述结构光模块用于投射结构光线至支撑平台的上表面。
优选的，所述图像撷取模块包括摄像头，所述图像撷取模块用于撷取结构光线投射于支撑平台上表面的图像。
优选的，所述螺栓包括螺纹杆，所述螺纹杆的外侧壁上套接有弹簧垫片。
优选的，所述容纳槽的横截面大于支撑平台的横截面。
优选的，两个所述结构光模块倾斜设置，且两个结构光模块的底端彼此相靠近。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种三维扫描仪校正系统，具备以下有益效果：
1、该三维扫描仪校正系统，通过以支撑平台的上表面作为校正平面，以第二连接板的上表面为基准面，将两个结构光模块中的激光发射器分别投射两条结构光线至支撑平台的上表面，图像撷取模块通过摄像头撷取两条结构光线投射于支撑平台上表面的图像，并将该图像作为第一图像，三维扫描仪主体将该信息通过数据线传递至中央处理模块，中央处理模块中的CPU对该信息进行接收、处理和分析，并对第一电动推杆发出指令，使得第一电动推杆带动第一连接板、第一电机和支撑平台向上运动，从而使得支撑平台与图像撷取模块和结构光模块的距离更近，图像撷取模块通过摄像头撷取支撑平台位置改变后的两条结构光线投射于支撑平台上表面的图像，并将该图像作为第二图像，三维扫描仪主体将该信息通过数据线传递至中央处理模块，中央处理模块中的CPU对该信息进行接收、处理，并将第二图像信息与第一图像信息进行一起分析处理，计算出结构光模块与基准面的夹角，从而快速、便捷地完成了对三维扫描仪主体进行精确的校准。
2、该三维扫描仪校正系统，通过设置第二电机，通过中央处理模块给第二电机发送指令，使得第二电机的输出轴带动第二转轴、第三连接板和第一转轴进行转动，从而使得三维扫描仪主体进行转动，改变了图像撷取模块和两个结构光模块的角度，使得图像撷取模块和两个结构光模块的工作范围可以更广，从而使得三维扫描仪主体的工作范围更广。
3、该三维扫描仪校正系统，通过设置第二电动推杆，通过中央处理模块发出指令，使第二电动推杆工作，第二电动推杆的推杆可以带动第二连接板、第一固定块、第二固定块、第一转轴、第二转轴、第三连接板、第二电机和三维扫描仪主体进行升降运动，从而进一步扩大了三维扫描仪主体到支撑平台上表面的距离，从而扩大了三维扫描仪主体校正精度的范围，使得三维扫描仪主体的校准更加精确。
附图说明
图1为本发明提出的一种三维扫描仪校正系统结构示意图；
图2为图1中从侧视图；
图3为图1中A部分的结构示意图；
图4为图1中B部分的结构示意图。
图中：1中央处理模块、2底座、3三维扫描仪主体、4容纳槽、5第一电动推杆、6第一连接板、7螺栓、8第一电机、9支撑平台、10支撑块、11第二电动推杆、12第二连接板、13第一固定块、14第二固定块、15第一转轴、16第二转轴、17第三连接板、18图像撷取模块、19结构光模块、20支撑板、21第二电机、22弹簧垫片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，一种三维扫描仪校正系统，包括中央处理模块1、底座2和三维扫描仪主体3，中央处理模块1固定连接在底座2顶部的边缘处，底座2顶部的一侧开设有容纳槽4，容纳槽4内底部的中部固定连接有第一电动推杆5，第一电动推杆5通过数据线与中央处理模块1信号连接，第一电动推杆5的推杆末端固定连接有第一连接板6，第一连接板6顶部的中心处通过多个螺栓7固定连接有第一电机8，第一电机8通过数据线与中央处理模块1信号连接，第一电机8的输出轴末端设有支撑平台9，支撑平台9底部的中心处与第一电机8的输出轴固定连接，通过将所需被扫描物放置在支撑平台9上，通过中央处理模块1发出指令，使支撑平台9带动扫描物进行转动，从而使三维扫描仪主体3对扫描物进行全方位扫描，底座2顶部的边缘处固定连接有支撑块10，支撑块10的顶部固定连接有第二电动推杆11，第二电动推杆11通过数据线与中央处理模块1信号连接，第二电动推杆11的推杆末端固定连接有第二连接板12，第二连接板12靠近第一电动推杆5的一侧固定连接有第一固定块13和第二固定块14，第一固定块13和第二固定块14对称设置，第一固定块13靠近第二固定块14一侧的侧壁上通过轴承转动连接有第一转轴15，第二固定块14靠近第一固定块13的一侧通过轴承转动连接有第二转轴16，第一转轴15和第二转轴16相靠近的一侧共同固定连接有第三连接板17，三维扫描仪主体3固定连接在第三连接板17的侧壁上，三维扫描仪主体3位于第三连接板17靠近第一电动推杆5的一侧，三维扫描仪主体3通过数据线与中央处理模块1信号连接，三维扫描仪主体3包括图像撷取模块18和两个结构光模块19，图像撷取模块18和两个结构光模块19均位于支撑平台9的上方，两个结构光模块19对称设置在三维扫描仪主体3的两侧，图像撷取模块18位于三维扫描仪主体3底部的中心处，第二转轴16远离第一转轴15的一端贯穿第二固定块14并延伸至第二固定块14的一侧，第三连接板17靠近第一电动推杆5的一侧固定连接有支撑板20，支撑板20远离第三连接板12的一侧固定连接有第二电机21，第二电机21的输出轴通过联轴器与第二转轴16固定连接，第二电机21通过数据线与中央处理模块1信号连接。
中央处理模块1包括CPU，CPU用于接收、处理信息并发出指令。
结构光模块19包括激光发射器，结构光模块19用于投射结构光线图像撷取模块18包括摄像头，图像撷取模块18用于撷取结构光线投射于支撑平台9上表面的图像。
螺栓7包括螺纹杆，螺纹杆的外侧壁上套接有弹簧垫片22，使得螺栓7的固定效果更好。
容纳槽4的横截面大于支撑平台9的横截面，便于第一电动推杆5使支撑平台9尽可能的下降，从而扩大支撑平台9到三维扫描主体3的距离，有利于更加精确的校正。
两个结构光模块19倾斜设置，且两个结构光模块19的底端彼此相靠近。
综上所述，该三维扫描仪校正系统,通过以支撑平台9的上表面作为校正平面，以第二连接板12的上表面为基准面，将两个结构光模块19中的激光发射器分别投射两条结构光线至支撑平台9的上表面，图像撷取模块18通过摄像头撷取两条结构光线投射于支撑平台9上表面的图像，并将该图像作为第一图像，三维扫描仪主体3将该信息通过数据线传递至中央处理模块1，中央处理模块1中的CPU对该信息进行接收、处理和分析，并对第一电动推杆5发出指令，使得第一电动推杆5带动第一连接板6、第一电机8和支撑平台9向上运动，从而使得支撑平台9与图像撷取模块18和结构光模块19的距离更近，图像撷取模块18通过摄像头撷取支撑平台9位置改变后的两条结构光线投射于支撑平台9上表面的图像，并将该图像作为第二图像，三维扫描仪主体3将该信息通过数据线传递至中央处理模块1，中央处理模块1中的CPU对该信息进行接收、处理，并将第二图像信息与第一图像信息进行一起分析处理，计算出结构光模块19与基准面的夹角，从而快速、便捷地完成了对三维扫描仪主体3进行精确的校准，且成本低，通过设置第二电机21，通过中央处理模块1给第二电机21发送指令，使得第二电机21的输出轴带动第二转轴16、第三连接板17和第一转轴15进行转动，从而使得三维扫描仪主体3进行转动，改变了图像撷取模块18和两个结构光模块19的角度，使得图像撷取模块18和两个结构光模块19的工作范围更广，从而使得三维扫描仪主体3的工作范围更广，通过设置第二电动推杆11，通过中央处理模块1发出指令，使第二电动推杆11工作，第二电动推杆11的推杆可以带动第二连接板12、第一固定块13、第二固定块14、第一转轴15、第二转轴16、第三连接板17、第二电机21和三维扫描仪主体3进行升降运动，从而进一步扩大了三维扫描仪主体3到支撑平台9上表面的距离，从而扩大了三维扫描仪主体3校正精度的范围，使得三维扫描仪主体3的校准更加精确。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种三维扫描仪校正系统，包括中央处理模块(1)、底座(2)和三维扫描仪主体(3)，其特征在于：所述中央处理模块(1)固定连接在底座(2)顶部的边缘处，所述底座(2)顶部的一侧开设有容纳槽(4)，所述容纳槽(4)内底部的中部固定连接有第一电动推杆(5)，所述第一电动推杆(5)通过数据线与中央处理模块(1)信号连接，所述第一电动推杆(5)的推杆末端固定连接有第一连接板(6)，所述第一连接板(6)顶部的中心处通过多个螺栓(7)固定连接有第一电机(8)，所述第一电机(8)通过数据线与中央处理模块(1)信号连接，所述第一电机(8)的输出轴末端设有支撑平台(9)，所述支撑平台(9)底部的中心处与第一电机(8)的输出轴固定连接，所述底座(2)顶部的边缘处固定连接有支撑块(10)，所述支撑块(10)的顶部固定连接有第二电动推杆(11)，所述第二电动推杆(11)通过数据线与中央处理模块(1)信号连接，所述第二电动推杆(11)的推杆末端固定连接有第二连接板(12)，所述第二连接板(12)靠近第一电动推杆(5)的一侧固定连接有第一固定块(13)和第二固定块(14)，所述第一固定块(13)和第二固定块(14)对称设置，所述第一固定块(13)靠近第二固定块(14)一侧的侧壁上通过轴承转动连接有第一转轴(15)，所述第二固定块(14)靠近第一固定块(13)的一侧通过轴承转动连接有第二转轴(16)，所述第一转轴(15)和第二转轴(16)相靠近的一侧共同固定连接有第三连接板(17)，所述三维扫描仪主体(3)固定连接在第三连接板(17)的侧壁上，所述三维扫描仪主体(3)位于第三连接板(17)靠近第一电动推杆(5)的一侧，所述三维扫描仪主体(3)通过数据线与中央处理模块(1)信号连接，所述三维扫描仪主体(3)包括图像撷取模块(18)和两个结构光模块(19)，所述图像撷取模块(18)和两个结构光模块(19)均位于支撑平台(9)的上方，两个所述结构光模块(19)对称设置在三维扫描仪主体(3)的两侧，所述图像撷取模块(18)位于三维扫描仪主体(3)底部的中心处，所述第二转轴(16)远离第一转轴(15)的一端贯穿第二固定块(14)并延伸至第二固定块(14)的一侧，所述第三连接板(17)靠近第一电动推杆(5)的一侧固定连接有支撑板(20)，所述支撑板(20)远离第三连接板(12)的一侧固定连接有第二电机(21)，所述第二电机(21)的输出轴通过联轴器与第二转轴(16)固定连接，所述第二电机(21)通过数据线与中央处理模块(1)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种三维扫描仪校正系统，其特征在于：所述中央处理模块(1)包括CPU，所述CPU用于接收、处理信息并发出指令。
3.根据权利要求1所述的一种三维扫描仪校正系统，其特征在于：所述结构光模块(19)包括激光发射器，所述结构光模块(19)用于投射结构光线至支撑平台(9)的上表面。
4.根据权利要求1所述的一种三维扫描仪校正系统，其特征在于：所述图像撷取模块(18)包括摄像头，所述图像撷取模块(18)用于撷取结构光线投射于支撑平台(9)上表面的图像。
5.根据权利要求1所述的一种三维扫描仪校正系统，其特征在于：所述螺栓(7)包括螺纹杆，所述螺纹杆的外侧壁上套接有弹簧垫片(22)。
6.根据权利要求1所述的一种三维扫描仪校正系统，其特征在于：所述容纳槽(4)的横截面大于支撑平台(9)的横截面。
7.根据权利要求1所述的一种三维扫描仪校正系统，其特征在于：两个所述结构光模块(19)倾斜设置，且两个结构光模块(19)的底端彼此相靠近。
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