CN110360946A - 一种测量物体深度的装置及方法 - Google Patents

一种测量物体深度的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110360946A
CN110360946A CN201910672642.9A CN201910672642A CN110360946A CN 110360946 A CN110360946 A CN 110360946A CN 201910672642 A CN201910672642 A CN 201910672642A CN 110360946 A CN110360946 A CN 110360946A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
measuring apparatus
distance measuring
testee
triangular distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910672642.9A
Other languages
English (en)
Inventor
夏珉
白子健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201910672642.9A priority Critical patent/CN110360946A/zh
Publication of CN110360946A publication Critical patent/CN110360946A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/22—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth

Abstract

本发明公开了一种测量物体深度的装置及方法，属于全自动化精密测量领域，包括：(1)被测物体的被测位置接收发射激光光束并将其反射，形成反射激光光束；(2)判断激光三角测距仪是否接收到反射激光光束，若接收到发射激光光束，则获取被测位置到激光三角测距仪的距离；否则，转至步骤(3)；(3)电动转盘带动激光三角测距仪旋转，直至激光三角测量仪接收发射激光光束，获取被测位置到激光三角测距仪的距离，以此类推，将记录的被测位置到激光三角测距仪的距离的最大值与最小值做差，获取被测物体的深度。本发明可解决激光三角测距仪因无法接收反射激光光束导致无法计算被测物体深度的问题，应用范围更广，测量精度更高。

Description

一种测量物体深度的装置及方法
技术领域
本发明属于全自动化精密测量领域，更具体地，涉及一种测量物体深度的装置及方法。
背景技术
在工业制造行业中，往往需要对制造出来的零件或其他产品进行精密测量，以判断零件的精度是否符合要求或者产品是否合格。常用的测量方法为使用三坐标测量机进行测量，物体固定在机台上，三坐标测量机的探针向下移动接触到被测物体的测量点，探针受到反作用力产生形变，触发测量传感器，记录被测物体测量点的高度，然后机台移动，测量物体下一个位置的高度，从而完成对物体的尺寸和形状的测量。但是由于测量方法需要探针接触到被测物体表面，所以可能会损伤物体表面，同时也不能对软质的物体进行测量，并且在每次测量前探针都要从物体表面缩回去，增加了测量的时间。
采用激光三角测距可以克服以上三坐标测量机的缺点，用激光三角测距仪代替探针进行测量。激光三角测距仪原理如图1所示，激光三角测距仪发出激光打在被测物体表面反射回来，经过镜头成像在CCD上，信号处理器通过三角位置关系计算线阵CCD上光点的位置从而得到物体被测表面到激光三角测距仪的距离。
用激光三角测距仪代替探针固定在机台上，只需将照射在物体上的激光点移动到物体被测位置即可得到被测位置的高度。但是，在测量物体时，被测物体表面往往会比较复杂，比如需要测量物体凹型部分的深度或者物体的沟壑深度时，激光三角测距仪发射出的激光到被测位置后经过反射会被凹形或沟壑的壁面挡住，造成激光三角测距仪无法测量被测点位置的深度。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种测量物体深度的装置及装置方法，旨在解决现有的激光三角测距仪无法准确测量物体凹形部分以及沟壑部分的深度的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种测量物体深度的装置，包括：机台、电动转盘和激光三角测距仪；
电动转盘可旋转地位于机台的支撑杆上；工作状态下，激光三角测距仪位于电动转盘靠近被测物体的一侧，且激光三角测距仪的激光出射位置为电动转盘的圆心；
所述机台用于放置被测物体和固定电动转盘；所述电动转盘用于带动激光三角测距仪旋转，使激光三角测距仪获取被测物体的最低点；所述激光三角测距仪通过若干次为被测物体提供发射激光光束和接收反射激光光束，获取被测物体的最高点与最低点，计算被测物体的深度。
优选地，激光三角测距仪包括：信号处理单元、激光器、接收镜片和线阵CCD；
工作状态下所述激光器的激光出射端位于被测物体的正上方；所述激光器的输出端和线阵CCD的输出端均与信号处理单元连接；所述线阵CCD位于接收镜片输出面的正上方；所述接收镜片的输入面位于反射激光光束的传播方向上；
所述激光器用于多次为被测物体的表面提供发射激光光束；所述线阵CCD用于接收各散射光斑；信号处理单元用于获取线阵CCD上各散射光斑到接收镜片光轴的距离，计算被测物体的深度；
所述被测物体的深度为被测物体最高点与被测物体最低点间的距离。
优选地，电动转盘带动激光三角测距仪匀速旋转；
优选地，所述电动转盘与激光三角测距仪螺旋连接；
优选地，激光器为半导体激光器；
另一方面，一种测量物体深度的方法，包括：
(1)被测物体的被测位置接收发射激光光束并将其反射，形成反射激光光束；
(2)判断激光三角测距仪是否接收到反射激光光束，若接收到发射激光光束，则记录被测位置到激光三角测距仪的距离，转至步骤(4)；否则，转至步骤(3)；
(3)电动转盘带动激光三角测距仪旋转，直至激光三角测量仪接收发射激光光束，停止电动转盘的旋转，获取被测位置到激光三角测距仪的距离，转至步骤(4)；
(4)移动被测物体，转至被测物体的下一位置，重复步骤(1)～(2)；直至被测物体所有位置到激光三角测距仪的距离均被记录，结束循环，转至步骤(5)；
(5)将记录的被测位置到激光三角测距仪的距离的最大值与最小值做差，获取被测物体的深度。
优选地，电动转盘带动激光三角测距仪匀速旋转；
优选地，电动转盘由计算机控制；
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：
本发明将激光三角测距仪固定在电动转盘上，通过电动转盘的旋转可带动激光三角测距仪的旋转，因此，在测量被测物体的凹面以及沟壑的深度时，可解决激光三角测距仪因无法接收反射激光光束导致无法计算被测物体深度的问题，相比于传统采用三角测距仪获取被测物体深度的方法，本发明的应用范围更广，测量精度更高。
附图说明
图1是本发明提供的激光三角测距仪原理示意图；
图2是本传统利用激光三角测距仪测量物体深度的示意图；
图3是本发明提供的激光三角测距仪测量物体深度的原理示意图；
图4是本发明提供的一种测量物体深度的装置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2所示，传统的激光三角测距仪在测量物体深度时，被测物体表面往往比较复杂，比如需要测量物体的凹形部分的深度或者物体的沟壑程度时，激光三角测距仪发射的激光到被测位置后经过反射会被凹形或沟壑的壁面挡住，造成激光三角测距仪无法测量被测位置的深度；
如图3所示，当反射激光光束被遮挡无法被传感器接收时，本发明提供将激光三角测距仪绕着激光出射位置旋转一个角度，使得反射激光光束不被物体壁面遮挡，从而实现激光三角测距仪的传感器可接收到反射激光光束获取物体被测位置的深度。这种方法比较灵活方便，并且适用于大部分由于反射激光光束被遮挡造成无法测量物体深度的情况。
如图4所示，本发明提供了一种测量物体深度的装置，包括：机台、电动转盘和激光三角测距仪；
电动转盘可旋转地位于机台的支撑杆上；工作状态下，激光三角测距仪位于电动转盘靠近被测物体的一侧，且激光三角测距仪的激光出射位置为电动转盘的圆心；
机台用于放置被测物体和固定电动转盘；所述电动转盘用于带动激光三角测距仪旋转，使激光三角测距仪获取被测物体的最低点；所述激光三角测距仪通过若干次为被测物体提供发射激光光束和接收反射激光光束，获取被测物体的最高点与最低点，计算被测物体的深度。
优选地，激光三角测距仪包括：信号处理单元、激光器、接收镜片和线阵CCD；
工作状态下所述激光器的激光出射端位于被测物体的正上方；所述激光器的输出端和线阵CCD的输出端均与信号处理单元连接；所述线阵CCD位于接收镜片输出面的正上方；所述接收镜片的输入面位于反射激光光束的传播方向上；
所述激光器用于多次为被测物体的表面提供发射激光光束；所述线阵CCD用于接收各散射光斑；信号处理单元用于获取线阵CCD上各散射光斑到接收镜片光轴的距离，计算被测物体的深度；
所述被测物体的深度为被测物体最高点与被测物体最低点间的距离。
优选地，电动转盘带动激光三角测距仪匀速旋转；
优选地，所述电动转盘与激光三角测距仪螺旋连接；
优选地，激光器为半导体激光器。
需要注意的是：激光三角测距仪的激光出射位置需要在电动转盘的圆心处，因为只有满足上述条件，电动转盘在旋转时，激光垂直打在物体表面的位置才不会发生改变。
基于上述测量物体深度的装置，本发明提供了一种测量物体深度的方法，包括：
(1)被测物体的被测位置接收发射激光光束并将其反射，形成反射激光光束；
(2)判断激光三角测距仪是否接收到反射激光光束，若接收到发射激光光束，则记录被测位置到激光三角测距仪的距离，转至步骤(4)；否则，转至步骤(3)；
(3)电动转盘带动激光三角测距仪旋转，直至激光三角测量仪接收发射激光光束，停止电动转盘的旋转，获取被测位置到激光三角测距仪的距离，转至步骤(4)；
(4)移动被测物体，转至被测物体的下一位置，重复步骤(1)～(2)；直至被测物体所有位置到激光三角测距仪的距离均被记录，结束循环，转至步骤(5)；
(5)将记录的被测位置到激光三角测距仪的距离的最大值与最小值做差，获取被测物体的深度。
优选地，电动转盘带动激光三角测距仪匀速旋转；
优选地，电动转盘由计算机控制。
具体地，将电动转盘固定在机台上，当测量物体的位置反激光光束被遮挡时，控制电动转盘均匀旋转，旋转到激光三角测距仪显示出距离时，即说明此角度反射激光不会被挡住，电动转盘停止旋转，记录物体被测位置的深度。
本发明将激光三角测距仪固定在电动转盘上，通过电动转盘的旋转可带动激光三角测距仪的旋转，因此，在测量被测物体的凹面以及沟壑的深度时，可解决激光三角测距仪因无法接收反射激光光束导致无法计算被测物体深度的问题，相比于传统采用三角测距仪获取被测物体深度的方法，本发明的应用范围更广，测量精度更高。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测量物体深度的装置，其特征在于，包括：机台、电动转盘和激光三角测距仪；
所述电动转盘可旋转地位于机台的支撑杆上；工作状态下，所述激光三角测距仪位于所述电动转盘靠近被测物体的一侧，且激光三角测距仪的激光出射位置为电动转盘的圆心；
所述机台用于放置被测物体和固定电动转盘；所述电动转盘用于带动激光三角测距仪旋转，使激光三角测距仪获取被测物体的最低点；所述激光三角测距仪通过若干次为被测物体提供发射激光光束和接收反射激光光束，获取被测物体的最高点与最低点，计算被测物体的深度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光三角测距仪包括：信号处理单元、激光器、接收镜片和线阵CCD；
工作状态下所述激光器的激光出射端位于被测物体的正上方；所述激光器的输出端和线阵CCD的输出端均与信号处理单元连接；所述线阵CCD位于接收镜片输出面的正上方；所述接收镜片的输入面位于反射激光光束的传播方向上；
所述激光器用于多次为被测物体的表面提供发射激光光束；所述线阵CCD用于接收各散射光斑；信号处理单元用于获取线阵CCD上各散射光斑到接收镜片光轴的距离，计算被测物体的深度；
所述被测物体的深度为被测物体最高点与被测物体最低点间的距离。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述电动转盘带动激光三角测距仪匀速旋转。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电动转盘与激光三角测距仪螺旋连接。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述激光器为半导体激光器。
6.基于权利要求1所述装置的方法，其特征在于，包括：
(1)被测物体的被测位置接收发射激光光束并将其反射，形成反射激光光束；
(2)判断激光三角测距仪是否接收到反射激光光束，若接收到发射激光光束，则记录被测位置到激光三角测距仪的距离，转至步骤(4)；否则，转至步骤(3)；
(3)电动转盘带动激光三角测距仪旋转，直至激光三角测量仪接收发射激光光束，停止电动转盘的旋转，获取被测位置到激光三角测距仪的距离，转至步骤(4)；
(4)移动被测物体，转至被测物体的下一位置，重复步骤(1)～(2)；直至被测物体所有位置到激光三角测距仪的距离均被记录，结束循环，转至步骤(5)；
(5)将记录的被测位置到激光三角测距仪的距离的最大值与最小值做差，获取被测物体的深度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电动转盘带动激光三角测距仪匀速旋转。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，电动转盘由计算机控制。
CN201910672642.9A 2019-07-24 2019-07-24 一种测量物体深度的装置及方法 Pending CN110360946A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910672642.9A CN110360946A (zh) 2019-07-24 2019-07-24 一种测量物体深度的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910672642.9A CN110360946A (zh) 2019-07-24 2019-07-24 一种测量物体深度的装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110360946A true CN110360946A (zh) 2019-10-22

Family

ID=68219920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910672642.9A Pending CN110360946A (zh) 2019-07-24 2019-07-24 一种测量物体深度的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110360946A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114923425A (zh) * 2022-05-10 2022-08-19 哈尔滨工业大学 一种沥青路面裂缝处治后的封层厚度检测装置及检测方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4806017A (en) * 1986-04-09 1989-02-21 Bochumer Eisenhutte Heintzmann Gmbh & Co. Kg Apparatus for the contactless measurement of geometrical dimensions
KR20030055024A (ko) * 2001-12-26 2003-07-02 주식회사 포스코 원료빈 부착광 감지장치
EP1652489A2 (en) * 2004-10-28 2006-05-03 GC Corporation Measured object mounting tool and production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis
CN101231181A (zh) * 2008-02-20 2008-07-30 厦门大学 离轴旋转对称型激光三角位移传感器
CN104296652A (zh) * 2014-02-27 2015-01-21 上海大学 一种基于离散式旋转三角法的光学测头
CN205941905U (zh) * 2016-08-08 2017-02-08 广东天行测量技术有限公司 多接收角度激光传感器
CN107084701A (zh) * 2017-05-04 2017-08-22 常州工学院 一种基于fpga和多ccd的高速高精度宽范围工业级激光三角测距仪
CN109470167A (zh) * 2018-12-27 2019-03-15 青岛理工大学 一种表面划痕深度测量仪及测量方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4806017A (en) * 1986-04-09 1989-02-21 Bochumer Eisenhutte Heintzmann Gmbh & Co. Kg Apparatus for the contactless measurement of geometrical dimensions
KR20030055024A (ko) * 2001-12-26 2003-07-02 주식회사 포스코 원료빈 부착광 감지장치
EP1652489A2 (en) * 2004-10-28 2006-05-03 GC Corporation Measured object mounting tool and production method of three-dimensional shape data of dental prosthesis
CN101231181A (zh) * 2008-02-20 2008-07-30 厦门大学 离轴旋转对称型激光三角位移传感器
CN104296652A (zh) * 2014-02-27 2015-01-21 上海大学 一种基于离散式旋转三角法的光学测头
CN205941905U (zh) * 2016-08-08 2017-02-08 广东天行测量技术有限公司 多接收角度激光传感器
CN107084701A (zh) * 2017-05-04 2017-08-22 常州工学院 一种基于fpga和多ccd的高速高精度宽范围工业级激光三角测距仪
CN109470167A (zh) * 2018-12-27 2019-03-15 青岛理工大学 一种表面划痕深度测量仪及测量方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114923425A (zh) * 2022-05-10 2022-08-19 哈尔滨工业大学 一种沥青路面裂缝处治后的封层厚度检测装置及检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3898445A (en) Digitizing device
CN103900489B (zh) 一种线激光扫描三维轮廓测量方法及装置
CN103940335A (zh) 一种工业机器人重复定位精度测量装置
CN107063145B (zh) 超声测厚中的入射偏角自动辨识与误差补偿方法
RU124397U1 (ru) Устройство для калибровки ультразвукового зонда
TWI688744B (zh) 物體表面點三維座標測量裝置及測量方法
WO2018040531A1 (zh) 一种激光干涉仪的角度测量校准装置及系统
CN110360946A (zh) 一种测量物体深度的装置及方法
US5760906A (en) Shape measurement apparatus and method
CN106338259B (zh) 杆的弯曲度测量装置及测量方法
CN110007275A (zh) 一种多目标平面位置坐标定位方法及系统
CN108594212A (zh) 一种全方位测距装置
CN107044831B (zh) 测量方向可变的激光测头装置及其使用方法
TWI452322B (zh) 使用聲波測量物體空間位置的方法及系統
CN108168434A (zh) 一种并联机构式坐标测量仪
CN107388993A (zh) 一种测试物体两个面垂直度的方法及系统
CN115112202B (zh) 一种液位、容量测量方法、设备和存储介质
CN204101001U (zh) 一种带钢厚度测量设备
US20180031596A1 (en) Speed Analyzer
CN107121091A (zh) 一种基于psd的轮廓扫描测量装置
CN105758299B (zh) 新型二维激光扫描设备
US7929656B2 (en) Apparatus for ultrasonic inspection of reactor pressure vessel
CN203981540U (zh) 一种血液粘弹力探测装置
CN207601311U (zh) 一种激光测距装置
CN207662358U (zh) 非接触式表面轮廓扫描装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191022