CN111238399A - 多视角三维测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多视角三维测量装置，包括：横梁，设置于横梁上的水平导轨，与水平导轨滑动连接的第一、第二移台，通过垂直转轴分别设置在第一、第二移台上的第一、第二相机，设置在横梁上且位于第一、第二移台之间的光源激光器，设置于第一、第二相机的公共视野范围内水平表面上的置物台，所述置物台上表面设置有若干反光标注点。本发明结构简单，测量方便。

Description

多视角三维测量装置

技术领域

本发明属于摄像测量装置领域，具体为一种多视角三维测量装置。

背景技术

在零件加工过程中，测量贯穿了工件加工的整个周期。在目前的自动化加工生产线中，用于测量工件半成品和工件成品的关键尺寸的各类测量系统已经得到较为广泛的应用。但对于柔性化生产线来说，由于产线上工件特征差异较大，结构较复杂，每个工件的关键尺寸不完全相同，测量位置与方法也有一定的差异，单一的固定式测量装置难以满足质检测量需求。为了解决这一问题，提出对工件进行三维测量，以获取工件较为完整的尺寸信息，对工件的加工质量进行检测。现有的三维测量方法可分为接触式与非接触式两种，其中接触式三维测量，通过测量探头与工件直接接触，实现对工件三维尺寸的测量，精度高，但效率低，且对工件表面有损伤，难以应用到生产线的检测测量中。在非接触式测量方法中基于光学的三维测量技术是目前最常用的一种技术，它具有测量速度快、测量范围广以及测量精度高等优点。但是传统的基于光学的三维测量技术中，相机与光源位置固定，成像范围有限，对于不同尺度的复杂物体表面，存在难以测量与成像的视野盲区。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种多视角三维测量装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多视角三维测量装置，包括：横梁，设置于横梁上的水平导轨，与水平导轨滑动连接的第一、第二移台，通过垂直转轴分别设置在第一、第二移台上的第一、第二相机，设置在横梁上且位于第一、第二移台之间的光源激光器，设置于第一、第二相机的公共视野范围内水平表面上的置物台，所述置物台上表面设置有若干反光标注点。

优选地，所述第一、第二移台分别通过滑块与水平导轨滑动连接。

优选地，所述激光器通过光源基座设置在横梁上，所述光源基座包括固定端、连接端和调整头，固定端固定连接于横梁上，连接端与光源激光器固定连接，所述调整头用于调整光源激光器发射角度。

优选地，所述激光器设置在横梁的中点。

优选地，所述第一移台能沿滑轨一端滑动且不超过滑轨中点，所述第二移台能沿滑轨另一端滑动且不超过滑轨中点。

优选地，所述第一相机和第二相机参数型号完全相同。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明在使用过程中，根据柔性生产线提供的目标工件的大概尺寸范围，控制水平移台和垂直转轴，调整第一、第二相机与光源的相对位置关系，得到最佳的测量视场，并通过置物台上未被工件遮挡的若干标志点，对调整之后的双目系统进行自标定，然后对目标工件的三维尺寸进行精确测量与重建，结构简单，测量方便。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明实施方式提供的多视角三维测量装置的结构示意图。

图2是本发明实施方式提供的多视角三维测量装置的正视图。

图3是本发明实施方式提供的多视角三维测量装置的俯视图。

图4是本发明实施方式提供的多视角三维测量装置的侧视图。

图5是本发明实施方式提供的多视角三维测量装置的置物台的结构示意图。

具体实施方式

如图1～5所示，一种多视角三维测量装置，包括横梁201、水平导轨202第一、第二移台301、302、第一、第二相机101、102、光源激光器103以及置物台600。

所述横梁201为多视角三维测量装置的安装基础，所述水平导轨202水平安装与横梁201上表面，所述第一移台301通过滑块303置于水平导轨左半端，滑块303与水平导轨滑动连接，所述垂直转轴305垂直固定连接于第一移台301上表面，所述第一相机基座401固定连接于垂直转轴305上表面，所述第一相机101固定连接于第一相机基座401上表面。所述第二移台302通过滑块303置于水平导轨右半端，滑块303与水平导轨滑动连接，所述垂直转轴305垂直固定连接于第二移台302上表面，所述第二相机基座402固定连接于垂直转轴305上表面，所述第二相机102固定连接于第二相机基座402上表面。所述光源基座500由固定端501，连接端502和调整头503组成，固定端501固定连接于横梁201上表面中央，连接段与光源激光器103固定连接。

置物台600上表面设置有若干反光标注点，置物台600与横梁201及其上的其他部件不存在连接关系，设置于第一相机101与第二相机102的公共视野范围内的水平稳定表面上。使用时，调整置物台与其他主体的距离和角度，使得置物台正表面完全处于双目相机视场中，其上若干反光标志点清晰完整

横梁201上表面为工作表面，上工作表面平整，并设置有若干导轨安装位和一个光源基座安装位。水平导轨202具有下工作表面和水平导杆，下表面通过横梁201上表面的若干导轨安装位固定连接于横梁201上，水平导杆笔直光滑。滑块303具有上工作表面和导向工作表面，上工作表面平整光滑，并设置若干连接位，导向工作表面与水平导轨202的水平导杆滑动连接，并始终置于水平导杆左半段。第一移台301具有上下工作表面，下工作表面平整光滑，通过滑块303上工作表面的若干连接位固定连接于滑块303上，上工作表面平整光滑，并设置有若干连接位。垂直转轴305具有固定端、转动轴和转动端，固定端通过第一移台301上工作表面的若干连接位固定连接于第一移台301上，使得垂直转轴305的转动轴垂直于第一移台301的上表面。相机基座401具有上工作表面与下工作表面，上工作表面平整光滑，并设置有若干连接位，下工作表面固定连接于垂直转轴的转动端。第一相机101通过相机基座401上工作表面的若干连接位固定连接于相机基座401上。所述第二移台302、垂直转轴305和相机基座402，其形态与第一移台301、垂直转轴305和相机基座401沿着过水平导杆中心并垂直于水平导杆的平面镜像对称，相互之间的连接关系与上述滑块303、第一移台301、垂直转轴305和相机基座401之间的连接方式完全一致。

滑块303上具有独立的驱动器，可通过控制装置独立的驱动滑块303沿着水平导杆方向水平滑动。垂直转轴305上具有独立的驱动器，可通过控制装置独立的驱动垂直转轴305上的转动端绕着转动轴做旋转运动。光源基座500的调整头503上设置有驱动器，可通过控制装置驱动调整头调整光源激光器103照射角度。

本发明的工作过程如下：将待测量物体放置于置物台600中央，并将待测量物体的尺度范围输入到控制装置的计算机系统中，控制装置通过驱动器控制滑块303与滑块303沿水平导杆方向滑动，调整第一相机101与第二相机102之间的间距，通过驱动器控制垂直转轴305与垂直转轴305转动，调整第一相机101与第二相机102之间的夹角，使得由第一相机101、第二相机102和光源激光器103构成的双目视觉系统达到最佳的成像状态，然后第一相机101与第二相机102同时拍摄照片，根据照片内置物台上公共的反光标志点，对上述双目视觉系统进行标定，获取双目视觉系统当前成像状态下的实际光学参数，然后打开光源激光器照亮待测物体表面的一部分区域，第一相机101与第二相机102同时拍摄照片，根据双目视觉系统的世界光学参数与光源激光器在待检测物体表面照亮的发光区域，计算得到光源激光器所照亮的发光区域在实际空间中的三维坐标。控制系统驱动光源基座500上调整头503转动，调整光源激光器的照射角度，使得光源激光器照亮待测物体表面不同的区域，重复上述操作得到新的发光区域在实际空间中的三维坐标，直至待测物体的全部表面都被照亮过为止，即可得到待测物体表面的全部三维坐标信息，实现三维重建，并可测得待测物体的三维尺寸。

Claims (6)

1.一种多视角三维测量装置，其特征在于，包括：横梁(201)，设置于横梁(201)上的水平导轨(202)，与水平导轨(202)滑动连接的第一、第二移台(301、302)，通过垂直转轴(305)分别设置在第一、第二移台(301、302)上的第一、第二相机(101、102)，设置在横梁(201)上且位于第一、第二移台(301、302)之间的光源激光器(103)，设置于第一、第二相机(101、102)的公共视野范围内水平表面上的置物台(600)，所述置物台(600)上表面设置有若干反光标注点。

2.根据权利要求1所述的多视角三维测量装置，其特征在于，所述第一、第二移台(301、302)分别通过滑块(303)与水平导轨(201)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的多视角三维测量装置，其特征在于，所述激光器(103)通过光源基座设置在横梁上，所述光源基座包括固定端(501)、连接端(502)和调整头(503)，固定端(501)固定连接于横梁(201)上，连接端(502)与光源激光器(103)固定连接，所述调整头用于调整光源激光器(103)发射角度。

4.根据权利要求1所述的多视角三维测量装置，其特征在于，所述激光器(103)设置在横梁(201)的中点。

5.根据权利要求1～4任一所述的多视角三维测量装置，其特征在于，所述第一移台(301)能沿滑轨一端滑动且不超过滑轨中点，所述第二移台(302)能沿滑轨另一端滑动且不超过滑轨中点。

6.根据权利要求1～4任一所述的多视角三维测量装置，其特征在于，所述第一相机(101)和第二相机(102)参数型号完全相同。

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