CN110132163A - 一种目标物体的轮廓构建装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种目标物体轮廓构建装置，所述装置包括：激光器、分光模组及图像采集模组；所述激光器设置于所述分光模组的一侧，发射用于照射至所述目标物体的待测面的第一激光光束；所述分光模组，设置于所述激光器与所述目标物体之间，用于将所述第一激光光束分散成至少两条第二激光光束；所述图像采集模组，设置于所述目标物体的待测面所在一侧，用于采集所述至少两条第二激光光束照射至所述目标物体的待测面所形成的光斑图像。

Description

一种目标物体的轮廓构建装置及方法

技术领域

本发明属于光电测量领域，具体地涉及一种目标物体的轮廓构建装置及方法。

背景技术

传统的激光扫描物体轮廓的装置由激光器、相机和带动被测物体旋转及移动的电机，利用三角测量原理，即激光器与相机成固定角度，激光器的光线沿被测物体扫描一条线，由相机记录下激光器在该物体的光斑图像，通过计算得到该物体的轮廓；然而，为了得到激光器发出的光线照射于被测物体表面上扫描得到完整的轮廓线，需要将被测物体沿设置方向转动的角度范围较大，需要的时间也就较长，从而该种方法不适合用于测量大型的被测物体。

目前，已知的激光扫描物体轮廓的装置中有将激光器用一字线激光器替代，通过一字线激光器发出一字型激光照射到目标物体上形成一个直线光斑，通过直接得到直线光斑可以提高扫描效率。但是，这种方法不适合远距离测量，因为光密度跟光照面积成反比，一字型激光的宽度一定的情况下，当距离较长时，照射在目标物体上的光线密度变小，从而导致工业相机无法记录。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种兼具扫描效率与测量距离的目标物体的轮廓构建装置及方法，以实现在较短时间内扫描距离较远的目标物体以构建目标物体的轮廓。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种目标物体轮廓构建装置，所述装置包括：激光器、分光模组及图像采集模组；

所述激光器，设置于所述分光模组的一侧，发射用于照射至所述目标物体的待测面的第一激光光束；

所述分光模组，设置于所述激光器与所述目标物体之间，用于将所述第一激光光束分散成至少两条第二激光光束；

所述图像采集模组，设置于所述目标物体的待测面所在一侧，用于采集所述至少两条第二激光光束照射至所述目标物体的待测面所形成的光斑图像。

上述方案中，所述装置还包括：至少一旋转模组；

所述至少一旋转模组与所述分光模组或所述激光器连接，用于控制所述分光模组或所述激光器以Y轴为转轴旋转预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射至所述目标物体所形成的光斑图像沿X轴方向平移预设范围；其中，所述X轴为所述至少两条第二激光光束所在平面的平行方向，所述Y轴为所述至少两条第二激光光束所在平面的垂直方向。

上述方案中，所述至少一旋转模组包括第一旋转模组和第二旋转模组，所述第一旋转模组和所述第二旋转模组均与所述分光模组连接、或均与所述激光器连接、或所述第一旋转模组与所述分光模块连接且所述第二旋转模组与所述激光器连接；

所述第一旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组或所述激光器以Y轴为转轴旋转第一预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射到所述目标物体所形成的光斑图像沿X轴方向平移第一预设范围；

所述第二旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组或所述激光器以X轴为转轴旋转第二预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射到所述目标物体所形成的光斑图像沿Y轴方向平移第二预设范围。

上述方案中，所述分光模组包括闪耀光栅，所述第一预设角度根据闪耀光栅的闪耀角度设置；或，

所述分光模组包括至少两个同方向相同大小拼合的楔形镜，所述第一预设角度根据所述楔形镜的顶角大小设置。

上述方案中，所述装置还包括：反射模组；

所述反射模组，设置于所述激光器与所述分光模组之间，所述反射模组用于接收所述激光器发射的第一激光光束，所述第一激光光束经所述反射模组反射后照射向所述分光模组。

上述方案中，所述装置还包括：至少一旋转模组，

所述至少一旋转模组与所述激光器或所述分光模组或所述反射模组连接，用于控制所述至少两条第二激光光束以Y轴为转轴旋转，以实现所述至少两条第二激光光束照射到目标物体所形成的光斑图像沿X轴方向平移预设范围；其中，所述X轴为所述至少两条第二激光光束所在平面的平行方向，所述Y轴为所述至少两条第二激光光束所在平面的垂直方向。

上述方案中，所述装置还包括：反射模组；

所述反射模组，设置于所述分光模组与所述目标物体之间，所述分光模组分散成的所述至少两条第二激光光束经反射模组进行反射后照射至所述目标物体的待测面。

上述方案中，所述装置还包括：至少一旋转模组，

所述至少一旋转模组与所述反射模组或所述分光模组或激光器连接，用于控制从所述反射模组反射后的至少两条第二激光光束以Y轴为转轴旋转预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射到所述目标物体所形成的光斑图像沿X轴方向平移预设范围；其中，所述X轴为从所述反射模组反射后的至少两条第二激光光束所在平面的平行方向，所述Y轴为从所述反射模组反射后的至少两条第二激光光束所在平面的垂直方向。

上述方案中，所述至少一旋转模组包括第一旋转模组和第二旋转模组，所述第一旋转模组和所述第二旋转模组分别与以下之一连接：所述分光模组、所述激光器连接、所述反射模组；或者，所述第一旋转模组和所述第二旋转模组均与所述分光模组或所述激光器或所述反射模组连接；

所述第一旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组、或激光器或反射模组以所述Y轴为转轴旋转第一预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射到所述目标物体所形成的光斑图像沿所述X轴方向平移第一预设范围；

所述第二旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组、或激光器或反射模组以所述X轴为转轴旋转第二预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射至所述目标物体所形成的光斑图像沿所述Y轴方向平移第二预设范围。

本发明实施例还提供了一种基于上述装置的目标物体的轮廓构建方法，所述方法包括：

控制所述图像采集模组按照预设时间间隔采集所述至少两条第二激光光束照射在所述目标物体形成的至少两个光斑图像；

将采集的至少两个光斑图像进行拼接组合，获取所述目标物体于所述至少两条第二激光光束所在平面方向上的轮廓。

本发明实施例提供的一种目标物体的轮廓构建装置及方法，该装置包括：激光器、分光模组及图像采集模组，分光模组将激光器发射出的第一激光光束进行分光处理得到多条第二激光光束后照射至目标物体待测面，多条第二激光光束能够分别在目标物体的待测面形成光斑，从而激光器在同一个位置时发出的光线能够于目标物体的待测面形成更大范围的光斑图像，使得激光器扫描的角度范围减小，节省了激光器扫描时间，提高扫描效率；其次，照射到目标物体待测面上的多条光线是经过分光模组分光形成的，从而激光器发出的光线照射到较远的目标物体上的光密度相对于一字线激光器直接照射到同等距离的目标物体上的光密度变大，从而能够适用于对距离更远的目标物体进行轮廓测量，尤其适用于对更大型的目标物体轮廓进行测量，实现在较短时间内扫描距离较远的目标物体以构建目标物体的轮廓。

附图说明

图1为本发明一实施例所提供的目标物体的轮廓构建装置的组成结构示意图；

图2为本发明另一实施例所提供的目标物体的轮廓构建装置的组成结构示意图；

图3为发明一实施例所提供的闪耀光栅分光原理示意图；

图4a为本发明一实施例所提供的至少两个同方向相同大小拼合的楔形镜分光原理示意图。

图4b为本发明另一实施例所提供的至少两个同方向相同大小拼合的楔形镜分光原理示意图；

图5为本发明又一实施例所提供的目标物体的轮廓构建装置的组成结构示意图；

图6为本发明再一实施例所提供的目标物体的轮廓构建装置的组成结构示意图；

图7为本发明一实施例所提供的目标物体的轮廓构建方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例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。

图1为本发明一实施例所提供的目标物体的轮廓构建装置的组成结构示意图，如图1所示，所述装置包括激光器1、分光模组2及图像采集模组3；所述激光器1，设置于所述分光模组2的一侧，发射用于照射至所述目标物体4的待测面的第一激光光束10；所述分光模组2，设置于所述激光器1及所述目标物体2之间，用于将所述第一激光光束10分散成至少两条第二激光光束20；所述图像采集模组3，设置于所述目标物体4的待测面所在一侧，用于采集所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体4的待测面所形成的光斑图像41。

在该实施例中，分光模组2将激光器1发射出的第一激光光束10进行分光处理得到多条第二激光光束20后照射至目标物体4的待测面，多条第二激光光束20能够分别在目标物体4的待测面形成光斑，从而使得激光器在同一个位置时发出的光线能够于目标物体4的待测面形成更大范围的光斑图像41，在一定程度上可以直接覆盖目标物体4的更大范围的待测面，从而不需要或者减少移动目标物体4或激光器1即可完成扫描；另一方面，照射到目标物体4待测面上的多条光线是经过分光模组2分光形成的，从而激光器发出的光线照射到较远的目标物体4的光密度相对于一字线激光器直接照射到同等距离的目标物体4的光密度大，因此，能够适用于远距离的轮廓测量，尤其适用于对更大型的目标物体4的轮廓测量。由此，通过本发明实施例提供的目标物体的轮廓构建装置实现了快速扫描较远的目标物体4以构建目标物体4的轮廓。

可选的，该目标物体轮廓构建装置还包括上位机，本发明实施例利用分光模组2将激光发出的第一激光光束10进行分光后得到第二激光光束20，该第二激光光束20照射在目标物体4的待测面形成的光斑图像41为一条虚线，图像采集装置3采集该光斑图像41并上传至上位机进行处理，上位机根据该光斑图像41形成的虚线得到所述目标物体于所述至少两条第二激光光束20所在平面方向上的轮廓。

具体地，激光器1设置于分光模组2的一侧，分光模组2将激光器1发射出的用来扫描所述目标物体4待测面的第一激光光束10分散成至少两条第二激光光束20，所述图像采集模组3设置于所述目标物体4的待测面所在一侧，用于采集该至少两条第二激光光束20照射至目标物体4待测面所形成的光斑图像41。上位机获取所述图像采集模组3采集得到的光斑图像41进行处理，包括：以照射至目标物体4待测面上的至少两条第二激光光束20所在平面为X-Z基准坐标平面，上位机预先设置X-Z基准坐标，该至少两条第二激光光束20照射在目标物体4的待测面的光斑图像41在该X-Z基准坐标平面上为一条离散曲线，上位机识别该光斑图像41中的离散曲线与预先设置的X-Z基准坐标进行比对，得到该光斑图像41中的离散曲线中每个离散点在X-Z基准坐标内对应的坐标值，从而得到所述目标物体4于所述至少第二激光光束20所在平面方向上的轮廓。

这里，激光器是指一种能发射激光的装置，是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件，主要应用有打标、通信、光谱、测距、雷达、切割、扫描等。本实施例中，激光器可以是点激光器，此时，第一激光光束为点状激光光束；可以理解的，该激光器也可以是一字线激光器，此时，第一激光光束为直线状激光光束。

在另一实施例中，请参阅图2，图2为本发明另一实施例所提供的目标物体的轮廓构建装置的组成结构示意图，如图2所示，所述装置还包括至少一旋转模组5，所述至少一旋转模组5与所述分光模组2连接，用于控制所述分光模组2以Y轴为转轴旋转预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成的光斑图像41沿X轴方向平移预设范围；其中，所述X轴为所述至少两条第二激光光束20所在平面的平行方向，所述Y轴为所述至少两条第二激光光束20所在平面的垂直方向。具体地，所述旋转模组5可以包括与所述分光模组2连接的驱动轴，该驱动轴旋转带动分光模组2以Y轴为转轴旋转，且旋转方向垂直于通过分光模组2后的第二激光光束20所在的平面的方向。可以理解的，该分光模组2旋转时，通过分光模组2后的第二激光光束20相应转动，从而于目标物体4上形成的光斑图像41的位置也随之发生变化，因此，该分光模组2改变旋转方向和旋转角度范围，可以相应地改变于目标物体4上形成的光斑图像41的位置的变化方向和变化范围。由于通过分光模组2后得到的第二激光光束20为离散的点激光，因此第二激光光束20于目标物体4的待测面所形成的光斑为离散点光斑，通过分光模组2以Y轴为转轴旋转一预设角度，第二激光光束20照射在目标物体4待测面的光斑相应沿X方向平移预设范围，从而得到第二激光光束20照射在目标物体4待测面的沿X方向上的更多离散点的光斑，以获得由更多离散点光斑用于拼接得到更加接近实线的光斑。这里，所述图像采集3以相应的采集频率采集第二激光光束20照射在目标物体4待测面的光斑图像41，从而得到在X轴方向上尽可能多的光斑图像41，越密集的光斑越能更好地确定出目标物体在X轴方向上的轮廓。例如，该图像采集模组3在t0时刻采集到该第二激光光束20照射在目标物体4的第一光斑图像，在t1时刻采集到该第二激光光束20’在目标物体4的第二光斑图像。上位机分别获取到t0、t1时刻所采集得到的第一和第二光斑图像进行拼合处理，得到两个时刻的光斑图像拼合的光斑图像41，并对该光斑图像41进行处理，包括：以照射至目标物体4待测面上的至少两条第二激光光束20所在平面为X-Z基准坐标平面，上位机预先设置X-Z基准坐标，该光斑图像41在该X-Z基准坐标平面上位一条离散曲线，上位机识别该光斑图像41中的离散曲线与预先设置的X-Z基准坐标进行比对，得到该光斑图像41的离散曲线中每个离散点在X-Z基准坐标内对应的坐标值，从而得到所述目标物体4于所述至少第二激光光束20所在平面方向上的轮廓。

可选的，所述至少一旋转模组5也可以是包括与所述激光器1连接的驱动转轴(图未示)，用于控制所述激光器1以Y轴为转轴旋转预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成的光斑图像41沿X轴方向平移预设范围；其中，所述X轴为所述至少两条第二激光光束20所在平面的平行方向，所述Y轴为所述至少两条第二激光光束20所在平面的垂直方向。

可选的，所述至少一旋转模组5包括第一旋转模组和第二旋转模组，所述第一旋转模组和第二旋转模组均与所述分光模组2连接，或均与所述激光器2连接、或所述第一旋转模组与所述分光模组2连接且第二旋转模组与所述激光器1连接；所述第一旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2或所述激光器1以Y轴为转轴旋转第一预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成的光斑图像41沿X轴方向平移第一预设范围；所述第二旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2或所述激光器1以X轴为转轴旋转第二预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成光斑图像41沿Y轴方向平移第二预设范围。

这里，第一旋转模组和第二旋转模组均与分光模组2连接，所述第一旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2以Y轴为转轴旋转第一预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成的光斑图像41沿X轴方向平移第一预设范围；所述第二旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2以X轴为转轴旋转第二预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体形成光斑图像41沿Y轴方向平移第二预设范围。需要说明的是，通常地，第一预设角度可以根据第二激光光束20的夹角设置，如，第一预设角度可以与通过分光模组2后的第二激光光束20中位于最外侧的两条光束所限定的夹角相等，或者大于该夹角。设置分光模组2或激光器1转动的第一预设角度与通过分光模组2后的第二激光光束20中位于最外侧的两条光束所限定的夹角相等或者大于该夹角，从而保证在这个角度范围内对目标物体扫描完整。第二预设角度可以根据物体的大小来确定，若测量的目标物体4沿至少两条第二激光光束20所成的平面垂直方向较长则第二预设范围较大，相应地，第二预设角度也就较大，相反，若测量的目标物体4沿至少两条第二激光光束20所成的平面垂直方向将短则第二预设范围较小，相应地，第二预设角度也就较小。

本申请实施例中，分光模组2可以选用已知的不同种类、型号或参数的用于将点光源分光形成多个点光源的光学元器件，分光模组2的种类、型号或参数不同，通过该分光模组2后的第二激光光束20中位于最外侧的两条光束所限定的夹角也不相同。在另一个具体的实施例中，第一预设角度也可以根据分光模组2的相关参数设置。其中，分光模组2的主要包括如下三种。

第一，分光模组2为闪耀光栅，具体地，请参阅图3，图3为本发明一实施例所提供的闪耀光栅分光原理示意图，当分光模组2为闪耀光栅时，所述第一预设角度可以根据闪耀光栅的闪耀角度设置。其中，闪耀角是指光栅法线与槽面法线之间的夹角，也指在数值上等于槽面和光栅表面之间的夹角。这里，角度θ为闪耀光栅21的闪耀角，入射光线301照射到闪耀光栅后至少得到一条反射光线303和一条衍射光线302，从而使得入射光线301分散成了至少两条出射光线，根据闪耀角度的不同，各分散光线之间的夹角也会相应变化，因此，根据闪耀角度可以设置第一预设角度，以确保对目标物体扫描完整。

第二，分光模组2包括至少两个同方向相同大小拼合的楔形镜，具体地，请参阅图4a，图4a为本发明一实施例所提供的至少两个同方向相同大小拼合的楔形镜分光原理示意图，该楔形镜22的横截面为一个三角形，所述第一预设角度根据楔形镜的顶角设置。其中，顶角是该楔形镜22横截面的三角形的两条侧边的夹角。两个大小相同的楔形镜22同方向拼合组成一个分光模组，如，通过空气间隔或光胶或环氧胶等工艺手段将楔形镜22的第一个侧边与上一个楔形镜22的第二个侧边贴合在一起。这里，入射光线411经过第一个楔形镜22的第一条侧边后，经过反射和折射，反射出一条反射光线412，折射光线经过该楔形镜22的另一条侧边后，反射出的反射光线413及该折射光线经过第二个楔形镜的第一条侧边继续反射折射后，这个折射光线照射在第二楔形镜22的另一条侧边上反射出反射光线414，也就是说，这种两个三角楔形镜22同方向拼合组成的反光模组至少可以将入射光线411分散成三条光线，各分散光线随着楔形镜的转动或入射光线的转动而同方向转动，因此，第一预设角度根据楔形镜的顶角设置，以确保对目标物体扫描完整。

第三，分光模组2包括至少两个同方向相同大小拼合的楔形镜23，具体地，请参阅图4b，图4b为本发明另一实施例所提供的至少两个同方向相同大小拼合的楔形镜分光原理示意图，该楔形镜23的横截面为一个梯形，所述第一预设角度根据楔形镜的顶角β设置。其中，顶角β是该楔形镜横截面的梯形的两条侧边的延长线组成的夹角。这里，三个大小相同的楔形镜23同方向拼合组成一个分光模组2，如，通过空气间隔或光胶或环氧胶等工艺手段将楔形镜的第一个侧边与上一个楔形镜的第二个侧边贴合在一起。这里，入射光线421经过第一个楔形镜的第一条侧边后，经过反射和折射，反射出一条反射光线422，折射光线经过该楔形镜的另一条侧边后，反射出的反射光线423，该折射光线经过第二个楔形镜的第一条侧边继续反射折射后，这个折射光线照射在第二个楔形镜的另一条侧边上反射出反射光线424，同时折射光线经过第三个楔形镜的第一条侧边后继续折射，该折射光线经过第三个楔形镜的另一条侧边反射出的反射光线425。也就是说，这种三个梯状楔形镜同方向拼合组成的反光模组至少可以将入射光线421分散成三条光线，各分散光线随着楔形镜的转动或入射光线的转动而同方向转动，因此，第一预设角度可以根据楔形镜的顶角β设置，以确保对目标物体扫描完整。

需要说明的是，作为另一可选的实施例中，所述第一旋转模组和第二旋转模组还可均设置在激光器1上(图未示)，或者第一旋转模组或第二旋转模组分别设置在激光器1或分光模组2上(图未示)。其中，第一旋转模组和第二旋转模组各自所起的作用与上述实施例中第一旋转模组和第二旋转模组的作用相同，所述第一旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2或所述激光器1以Y轴为转轴旋转第一预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成的光斑图像41沿X轴方向平移第一预设范围；所述第二旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2或所述激光器1以X轴为转轴旋转第二预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成光斑图像41沿Y轴方向平移第二预设范围。

请参阅图5，图5为本发明又一实施例所提供的目标物体轮廓构建装置的组成结构示意图，所述装置还包括：反射模组6；所述反射模组6设置于所述激光器1与所述分光模组2之间，所述反射模组6用于接收所述激光器1发射的第一激光光束10，所述第一激光光束10经过所述反射模组6反射后照射向所述分光模组2。通过设置反射模组6，可以用于调整激光器1发射的第一激光光束10的方向，从而更好地适应目标物体4的位置。

这里，所述装置还包括至少一旋转模组5，所述至少一旋转模组5与反射模组2连接，用于控制所述反射模组2以Y轴为转轴旋转预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至目标物体所形成的光斑图像41沿X轴方向平移预设范围；其中，所述X轴为所述至少两条第二激光光束20所在平面的平行方向，所述Y轴为所述至少两条第二激光光束20所在平面的垂直方向。或者所述至少一旋转模组5与所述激光器1连接(图未示)，用于控制所述激光器1以Y轴为转轴旋转预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成的光斑图像41沿X轴方向平移预设范围；或者所述至少一旋转模组5与所述分光模组2连接，用于控制所述分光模组2以Y轴为转轴旋转预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成的光斑图像41沿X轴方向平移预设范围。

这里，以分光模组2分散的至少两条第二激光光束20所在平面为X-Z平面，以垂直于X-Z平面的轴为Y轴，构建三维坐标系。若需要对至少两条第二激光光束20照射在目标物体待测面的光斑沿X轴方向上平移第一预设范围，则控制该反射模组6以Y轴为转轴旋转第一预设角度，同理，若需要对至少两条第二激光光束20照射在目标物体待测面的光斑沿Y轴方向上平移第二预设范围，则控制该反射模组6以X轴为转轴选择第二预设角度。下面结合图5，对构建目标物体待测面的轮廓进行说明。激光器1发射的第一激光光束10，在t0时刻经过反射模组6反射的激光光束101照射在分光模组2分散成的第二激光光束20；在t1时刻经过反射模组6反射的激光光束102照射在分光模组2分散成第二激光光束20’，图像采集模组3分别采集t0、t1时刻第二激光光束照射在目标物体4的待测面形成的图像，上位机获取到图像采集模组3采集得到的t0、t1时刻的图像进行拼合，得到光斑图像41。

作为另一可选的实施例中，所述至少一旋转模组5包括第一旋转模组和第二旋转模组，所述第一旋转模组和所述第二旋转模组分别与以下之一连接：所述分光模组2、所述激光器1连接、所述反射模组6；或者，所述第一旋转模组和所述第二旋转模组均与所述分光模组2或所述激光器1或所述反射模组6连接；所述第一旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2、或激光器1或反射模组6以所述Y轴为转轴旋转第一预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射到所述目标物体所形成的光斑图像41沿所述X轴方向平移第一预设范围；所述第二旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2、或激光器1或反射模组2以所述X轴为转轴旋转第二预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成的光斑图像41沿所述Y轴方向平移第二预设范围。

请再次参阅图5，以所述第一旋转模组和所述第二旋转模组均与反射模组6连接为例。第一旋转模组和第二旋转模组与反射模组6连接，组成振镜或者转镜。该反射模组6可以是反射镜。在本实施例中，所述X轴为所述至少两条第二激光光束20所在平面的平行方向，所述Y轴为所述至少两条第二激光光束20所在平面的垂直方向。所述第一旋转模组51用于控制对应连接的反射镜以Y轴为转轴旋转第一预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射到所述目标物体所形成的光斑图像41沿所述X轴方向平移第一预设范围；所述第二旋转模组用于控制对应连接的反射镜以X轴为转轴旋转第二预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射到所述目标物体所形成的光斑图像41沿所述Y轴方向平移第二预设范围。

请参阅图6，图6为本发明再一实施例所提供的目标物体轮廓构建装置的组成结构示意图，如图6所示，所述装置还包括：反射模组6；所述反射模组6设置于所述分光模组2与所述目标物体4之间，所述分光模组2分散成的所述至少两条第二激光光束20经反射模组6进行反射后照射至所述目标物体的待测面。通过设置反射模组6，可以用于调整分光模组2分散出的第二激光光束20的方向，从而更好地适应目标物体4的位置。

这里，所述装置还包括至少一旋转模组5，所述至少一旋转模组5与所述反射模组6或所述分光模组2或激光器1连接，用于控制从所述反射模组6反射后的至少两条第二激光光束21以Y轴为转轴旋转预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射到所述目标物体4所形成的光斑图像41沿X轴方向平移预设范围；其中，所述X轴为从所述反射模组6反射后的至少两条第二激光光束21或22所在平面的平行方向，也就是第二激光光束20经过反射模组6反射后的至少两条第二激光光束21或22所在平面的平行方向，而所述Y轴为从所述反射模组反射后的至少两条第二激光光束21或22所在平面的垂直方向。

这里，以反射模组6反射出的至少两条第二激光光束21或22所在平面为X-Z平面，以垂直于X-Z平面的轴为Y轴，构建三维坐标系。若需要对反射出的至少两条第二激光光束21照射在目标物体待测面的光斑沿X轴方向上平移第一预设范围，则控制该反射模组6以Y轴为转轴旋转第一预设角度，同理，若需要对反射出的至少两条第二激光光束21照射在目标物体待测面的光斑沿Y轴方向上平移第二预设范围，则控制该反射模组6以X轴为转轴选择第二预设角度。下面结合图6，对目标物体待4测面的轮廓构建进行说明。激光1发射的第一激光光束10经过分光模组2分散成第二激光光束20，经过反射模组6在t0时刻所对应位置反射出的第二激光光束21照射在目标物体4的待测面；经过反射模组6在t1时刻所对应位置反射出的第二激光光束22照射在目标物体4的待测面。图像采集模组3分别采集t0、t1时刻反射出的第二激光光束21、22照射在目标物体4的待测面形成的图像，上位机获取到图像采集模组3分别在t0、t1时刻采集得到的图像进行拼合处理，得到光斑图像41。

需要说明的是，当从分光模组2出射的第二激光光束20垂直入射至反射模组6时，从分光模组2出射的第二激光光束20所形成的平面与从反射模组6出射的第二激光光束21或22将处于同一个平面，此时，所述X轴也可以是所述至少两条第二激光光束20所在平面的平行方向，所述Y轴也可以是所述至少两条第二激光光束20所在平面的垂直方向。

作为另一可选的实施例，所述至少一旋转模组5包括第一旋转模组和第二旋转模组，所述第一旋转模组和所述第二旋转模组分别与以下之一连接：所述分光模组2、所述激光器1连接、所述反射模组6；或者，所述第一旋转模组和所述第二旋转模组均与所述分光模组2或所述激光器1或所述反射模组6连接；其中，第一旋转模组和第二旋转模组各自所起的作用与上述实施例中第一旋转模组和第二旋转模组的作用相同，所述第一旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2、或激光器1或反射模组6以所述Y轴为转轴旋转第一预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射到所述目标物体4所形成的光斑图像41沿所述X轴方向平移第一预设范围；所述第二旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2、或激光器1或反射模组6以所述X轴为转轴旋转第二预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体所形成的光斑图像41沿所述Y轴方向平移第二预设范围。

其中，所述第一旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2、或激光器1或反射模组6以所述Y轴为转轴旋转第一预设角度是指，当第一旋转模组与分光模组连接时，则第一旋转模组控制对应连接分光模组2以所述Y轴为转轴旋转；当第一旋转模组与激光器1连接时，则第一旋转模组控制对应连接的激光器1以所述Y轴为转轴旋转；当第一旋转模组与反射模组6连接时，则第一旋转模组控制对应连接的反射模组6以所述Y轴为转轴旋转。所述第二旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组2、或激光器1或反射模组6以所述X轴为转轴旋转第二预设角度是指，当第二旋转模组与分光模组2连接时，则第二旋转模组控制对应连接分光模组2以所述X轴为转轴旋转；当第二旋转模组与激光器1连接时，则第二旋转模组控制对应连接的激光器1以所述X轴为转轴旋转；当第二旋转模组与反射模组6连接时，则第二转模组控制对应连接的反射模组6以所述X轴为转轴旋转。

本发明实施例所提供的目标物体的轮廓构建装置，通过分光模组将激光器发射出的第一激光光束进行分光处理得到多条第二激光光束后照射至目标物体待测面，多条第二激光光束能够分别在目标物体的待测面形成光斑，从而激光器在同一位置时发出的光线能够于目标物体的待测面形成更大范围的光斑图像，以节省激光器扫描时间，提高扫描效率；同时，射到目标物体待测面上的多条光线是经过分光模组分光形成的，从而激光器发出的光线照射到较远的目标物体的光密度相对于一字线激光器直接照射到同等距离的目标物体的光密度变大，从而能够适用于对距离更远的目标物体进行轮廓测量，尤其适用于对更大型的目标物体轮廓进行测量，实现在较短时间内扫描距离较远的目标物体以构建目标物体的轮廓。其次，该装置还可以包括旋转模组，用于与激光器或分光模组连接，以控制第二激光光束在目标物体的待测面形成的光斑沿第二激光光束所在平面方向平移，从而得到更大范围及更密集的光斑图像，以提高扫描的效果及轮廓构建的准确度；再次，该装置还可以包括反射模组，所述反射模组可以设置于激光器与分光模组之间，用以改变激光器1发射的第一激光光束的方向，也可以设置于分光模组与目标物体之间，用以改变分光模组分散出的第二激光光束20的方向，从而更好地适应目标物体的位置。

本发明实施例还提供一种基于上述装置的目标物体的轮廓构建方法，请结合参阅图1-6及图7，图7为本发明一实施例所提供的目标物体的轮廓构建方法流程示意图，如图7所示，该方法包括：

步骤71：控制所述图像采集模组3按照预设时间间隔采集所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体形成的至少两个光斑图像。

预设时间间隔可以根据需要采集的光斑图像的数量而确定。如以t0时刻为起点，通过预设时间间隔后获得t1时刻，上位机控制该图像采集模组3于t0时刻采集的所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体形成的一个光斑图像，及t1时刻采集的所述至少两条第二激光光束20照射至所述目标物体形成的另一个光斑图像。

步骤72：将采集的至少两个光斑进行拼接组合，获取所述目标物体于所述至少两条第二激光光束所在平面方向上的轮廓。

具体地，请再次参阅图1，上位机获取该图像采集模组3所采集到的不同时刻的光斑图像进行拼接组合，其中，以照射至目标物体4待测面上的至少两条第二激光光束20所在平面为X-Z基准坐标平面，上位机预先设置X-Z基准坐标，该至少两条第二激光光束20照射在目标物体4的待测面的光斑图像41在该X-Z基准坐标平面上为一条离散曲线，上位机识别该光斑图像41中的离散曲线与预先设置的X-Z基准坐标进行比对，得到该光斑图像41中的离散曲线中每个离散点在X-Z基准坐标内对应的坐标值，从而得到所述目标物体4于所述至少第二激光光束20所在平面方向上的轮廓。

应当说明的是，上述方法实施例是基于上述装置实施例而实现的方法，从而包含有同装置实施例相同的有益效果，因此不做赘述。对于本发明方法实施例中未披露的技术细节，可以参照本发明装置实施例的描述而理解，在此不再赘述。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种目标物体轮廓构建装置，其特征在于，所述装置包括：激光器、分光模组及图像采集模组；

所述激光器，设置于所述分光模组的一侧，发射用于照射至所述目标物体的待测面的第一激光光束；

所述分光模组，设置于所述激光器与所述目标物体之间，用于将所述第一激光光束分散成至少两条第二激光光束；

所述图像采集模组，设置于所述目标物体的待测面所在一侧，用于采集所述至少两条第二激光光束照射至所述目标物体的待测面所形成的光斑图像。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：至少一旋转模组；

所述至少一旋转模组与所述分光模组或所述激光器连接，用于控制所述分光模组或所述激光器以Y轴为转轴旋转预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射到所述目标物体所形成的光斑图像沿X轴方向平移预设范围；其中所述X轴为所述至少两条第二激光光束所在平面的平行方向，所述Y轴为所述至少两条第二激光光束所在平面的垂直方向。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少一旋转模组包括第一旋转模组和第二旋转模组，所述第一旋转模组和所述第二旋转模组均与所述分光模组连接、或均与所述激光器连接、或所述第一旋转模组与所述分光模块连接且所述第二旋转模组与所述激光器连接；

所述第一旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组或所述激光器以Y轴为转轴旋转第一预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射到所述目标物体所形成的光斑图像沿X轴方向平移第一预设范围；

所述第二旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组或所述激光器以X轴为转轴旋转第二预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射到所述目标物体所形成的光斑图像沿Y轴方向平移第二预设范围。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述分光模组包括闪耀光栅，所述第一预设角度根据闪耀光栅的闪耀角度设置；或，

所述分光模组包括至少两个同方向相同大小拼合的楔形镜，所述第一预设角度根据所述楔形镜的顶角大小设置。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：反射模组；

所述反射模组，设置于所述激光器与所述分光模组之间，所述反射模组用于接收所述激光器发射的第一激光光束，所述第一激光光束经所述反射模组反射后照射向所述分光模组。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：至少一旋转模组，

所述至少一旋转模组与所述激光器或所述分光模组或所述反射模组连接，用于控制所述至少两条第二激光光束以Y轴为转轴旋转，以实现所述至少两条第二激光光束照射到目标物体所形成的光斑图像沿X轴方向平移预设范围；其中，所述X轴为所述至少两条第二激光光束所在平面的平行方向，所述Y轴为所述至少两条第二激光光束所在平面的垂直方向。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：反射模组；

所述反射模组，设置于所述分光模组与所述目标物体之间，所述分光模组分散成的所述至少两条第二激光光束经反射模组进行反射后照射至所述目标物体的待测面。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：至少一旋转模组，

所述至少一旋转模组与所述反射模组或所述分光模组或激光器连接，用于控制从所述反射模组反射后的至少两条第二激光光束以Y轴为转轴旋转预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射到所述目标物体所形成的光斑图像沿X轴方向平移预设范围；其中，所述X轴为从所述反射模组反射后的至少两条第二激光光束所在平面的平行方向，所述Y轴为从所述反射模组反射后的至少两条第二激光光束所在平面的垂直方向。

9.根据权利要求6或8所述的装置，其特征在于，所述至少一旋转模组包括第一旋转模组和第二旋转模组，所述第一旋转模组和所述第二旋转模组分别与以下之一连接：所述分光模组、所述激光器连接、所述反射模组；或者，所述第一旋转模组和所述第二旋转模组均与所述分光模组或所述激光器或所述反射模组连接；

所述第一旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组、或激光器或反射模组以所述Y轴为转轴旋转第一预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射到所述目标物体所形成的光斑图像沿所述X轴方向平移第一预设范围；

所述第二旋转模组用于控制对应连接的所述分光模组、或激光器或反射模组以所述X轴为转轴旋转第二预设角度，以实现所述至少两条第二激光光束照射至所述目标物体所形成的光斑图像沿所述Y轴方向平移第二预设范围。

10.一种基于权利要求1至9任一项所述的装置的目标物体的轮廓构建方法，其特征在于，所述方法包括：

控制所述图像采集模组按照预设时间间隔采集所述至少两条第二激光光束照射在所述目标物体形成的至少两个光斑图像；

将采集的至少两个光斑图像进行拼接组合，获取所述目标物体于所述至少两条第二激光光束所在平面方向上的轮廓。