CN112161565A - 一种高精度激光投影视觉三维测量系统 - Google Patents

一种高精度激光投影视觉三维测量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112161565A
CN112161565A CN202010864806.0A CN202010864806A CN112161565A CN 112161565 A CN112161565 A CN 112161565A CN 202010864806 A CN202010864806 A CN 202010864806A CN 112161565 A CN112161565 A CN 112161565A
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
light source
laser
projection
lens
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
CN202010864806.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王立之
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.)
Ampson Intelligent Technology Jiangsu Co ltd
Original Assignee
Ampson Intelligent Technology Jiangsu Co ltd
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 Ampson Intelligent Technology Jiangsu Co ltd filed Critical Ampson Intelligent Technology Jiangsu Co ltd
Priority to CN202010864806.0A priority Critical patent/CN112161565A/zh
Publication of CN112161565A publication Critical patent/CN112161565A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • 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
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • 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
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0608—Height gauges
    • 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
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2433—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring outlines by shadow casting
    • 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
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/08—Learning methods

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高精度激光投影视觉三维测量系统，包括多个大型高精度、高像素的CMOS相机以及相应的多色光源、主视觉光学测量系统、高精度轮廓测量的投影系统、高精度轮廓测量的线激光测量系统、镜头、设备框架支座和三维测量控制软件系统，三维测量控制软件系统协调控制视觉光学测量系统、高精度轮廓测量的投影系统和高精度轮廓测量的线激光测量系统，镜头设于设备框架支座上。本发明属于光学测量检测领域，具体提供了一种高精度激光投影视觉三维测量系统，该系统基于多目视觉测量，同时引入激光和轮廓投影进行测量数据的修正和补偿，通过创新的深度神经网络学习算法来进一步提高测量精度。

Description

一种高精度激光投影视觉三维测量系统
技术领域
本发明属于光学测量检测领域，具体涉及激光测量、光学投影测量、视觉三维测量等技术，具体是指一种高精度激光投影视觉三维测量系统。
背景技术
当今各行各业对于产品尺寸检测精度的要求极为严苛，特别是精密制造行业对产品的尺寸检测尤为严格。精密零部件的一些关键尺寸，如：长度、宽度、高度、直径、圆度、位置度、平行度等，是否符合设计、装配等要求是一项重要考核指标，这些尺寸指标影响到最终成品是否达到预期设计效果。
传统的二维相机尺寸测量系统利用工业相机拍摄平面图像，通过分析灰度图像或彩色图像来计算被测对象上被测量目标的尺寸，此类系统通常对工作环境要求严苛，抗噪性差、视野较小、配置繁琐、精度受限，对于部分被测对象的表面不敏感导致该系统的通用性差，最重要的是测量精度相对较低。
虽然投影测量精度高并已被广泛地应用到实验室测量中，但由于它是基于投影原理，目前它只能测量被测量产品的四周以及通孔的轮廓截面相关尺寸。换而言之，它的测量具有局限性，只能测量四周轮廓截面相关尺寸，而且是二维平面测量。
线激光三维相机是基于线激光垂直打在被测件上相机与激光形成一定夹角，利用线激光与相机的夹角，当产品高低不平的时候，在相机成像过程中会形成线激光并非形成一条直线，而是高低不平，通过相机与激光的夹角将被测件表面进行被测件的高度测量。但是，线激光测量只能保证激光射到的那条线上测量精度。进一步，激光光源的发射角度可以被调节以便能投射到期望的工件位置。通过调节激光光源的发射角度，可以高精度的测量对应工件位置的相关尺寸。
基于上述问题，本发明提出一种高精度和高速度的集及激光、光学投影、光学视觉的三维测量系统设备。
发明内容
针对上述情况，为克服当前的技术缺陷，本发明提供了一种高精度激光投影视觉三维测量系统，基于多目视觉测量，同时引入激光和轮廓投影进行测量数据的修正和补偿，三维测量系统设备可以测量高度、宽度、轮廓、角度等多种尺寸，并可根据获得的三维数据测量出形状公差、定向公差、位置公差等共计11种几何公差，该系统以高精度三维光学成像测量为主，同时引入线激光测量和轮廓投影测量来修正和补偿整个测量系统的测量精度，通过创新的深度神经网络学习算法来进一步提高测量精度。
本发明采取的技术方案如下：本发明一种高精度激光投影视觉三维测量系统，包括多个大型高精度、高像素的CMOS相机以及相应的多色光源、主视觉光学测量系统、高精度轮廓测量的投影系统、高精度轮廓测量的线激光测量系统、镜头、设备框架支座和三维测量控制软件系统，所述三维测量控制软件系统协调控制视觉光学测量系统、高精度轮廓测量的投影系统和高精度轮廓测量的线激光测量系统，所述镜头设于设备框架支座上，所述镜头设有多个，多个所述镜头相互组合形成多组组合镜头组，所述CMOS相机设有五组，所述CMOS相机设于设备框架支座上侧，五组所述CMOS相机包括一组主相机和四组辅助相机，所述主相机设于设备框架支座上侧正中位置，所述主相机上设有光学传感器和投影光学传感器，所述主相机的光学传感器通过多个镜头所组成的远心镜头获取被测量工件的光学成像，所述光学传感器包括光学视觉传感器和激光受光传感器，所述主相机的投影光学传感器用于接受轮廓测量的光投影成像，所述主相机的光学视觉传感器的光学成像与投影光学传感器的光投影成像错时工作运行，四组所述辅助相机对称设于主相机的四侧，所述辅助相机上设有CMOS光学传感器，四组所述辅助相机分为两对，每对辅助相机相对安装，其中一对所述辅助相机用于从两个对边位置分别测量被测量工件，通过相机、光源、载物台一体结构结合自行开发纳米级的空间识别算法，降低失真偏差来提高测量精度，另一对所述辅助相机用于接受激光漫射在被测物体上的反射光，形成物体轮廓，用于接受激光漫射在被测物体上的反射光的一对辅助相机分别为激光测量相机和辅助视觉测量相机，所述设备框架支座上部中轴线上设有同轴折射/反射板，所述多色光源安装设于设备框架支座上侧侧面，所述多色光源通过同轴折射/反射板发送光源，所述多色光源位于主相机的正下方，所述多色光源与主相机同轴，所以多色光源为同轴光源，所述多色光源可以发送红绿蓝组合光源，且所述多色光源与四组辅助相机之间的夹角固定。
进一步地，所述镜头包括主相机第一组镜头、主相机第二组镜头、主相机第三组镜头、主相机第四组镜头、激光光源的第一组镜头、激光光源的第二组镜头、投影光源第一组镜头、投影光源第二组镜头、投影光源第三组镜头和投影光源第四组镜头，多个所述镜头相互组合形成多组组合镜头组。
进一步地，所述主视觉光学测量系统包括同轴光源、第一视觉组合镜头组和第二视觉组合镜头组，所述同轴光源设于设备框架支座的一侧，所述第一视觉组合镜头组包括主相机第三组镜头、主相机第四组镜头、激光光源的第二组镜头和激光光源的第一组镜头，所述第二视觉组合镜头组包括主相机第一组镜头、主相机第二组镜头、主相机第三组镜头和主相机第四组镜头。
进一步地，所述高精度轮廓测量的投影系统，包括投影光源、第一投影组合镜头组和第二投影组合镜头组，所述发射光源位于设备框架支座的下侧，所述第一投影组合镜头组包括投影光源第一组镜头、投影光源第二组镜头、投影光源第三组镜头和投影光源第四组镜头，所述第二投影组合镜头组包括主相机第一组镜头、主相机第二组镜头、主相机第三组镜头和主相机第四组镜头，投影光源通过第一投影组合镜头组将光源平行地发射到设备框架支座上侧的第二投影组合镜头组，最终光被投影到主相机的投影光学传感器上。
进一步地，所述高精度轮廓测量的线激光测量系统，包括激光发射光源和激光组合镜头组，所述激光发射光源为线激光源，所述激光发射光源内部集成设有激光角度调节装置，所述激光发射光源安装在设备框架支座的上侧，所述线激光组合镜头组包括主相机第三组镜头、主相机第四组镜头、激光光源的第二组镜头、激光光源的第一组镜头，激光测量相机是基于线激光垂直打在被测件上相机与激光形成一定夹角，利用线激光与相机的夹角，当产品高低不平的时候，在相机成像过程中会形成线激光并非形成一条直线，而是高低不平，通过相机与激光的夹角将被测件表面进行被测件的高度测量；但是，高精度的线激光测量主要测量聚焦在激光扫描那条线上，为了解决这个问题，进一步提出了可以调节转动角度的激光光源，激光光源的发射角度可以被调节以便能投射到期望的工件位置，从而能高精度测量期望工件位置的相关尺寸。
优选的，所述设备框架支座为防抖抗震框架支座，设备框架支座关键连接处和设备底座都安装有防抖动和具有耐震性的减震件。
进一步地，所述设备框架支座中部设有测量区域和钢化玻璃，所述钢化玻璃位于测量区域下方，且所述钢化玻璃位于高精度轮廓测量的投影系统上方。
优选的，所述三维测量控制软件系统采用三位一体的空间识别算法，引入不断创新的机器学习算法，特别是创新的深度神经网络学习算法来提高测量精度。
进一步地，所述三维测量控制软件系统与服务器相连接，所述服务器支持本地登录和远程登录，服务器支持将测量数据、工艺数据、设备状态信息和报测试告存储到数据库中，也支持将这些数据发送至云服务器上，这些数据可以通过云计算、雾计算、边缘计算等处理方法，进而可以进一步提高测量精度和设备的稳定性。
本发明高精度激光投影视觉三维测量系统通过多目相机及多组不同位置的光源获取的工件光学成像，通过相机、光源、载物台一体结构结合自行开发纳米级的空间识别算法，降低失真偏差来提高测量精度；其中高精度轮廓测量的线激光测量系统采用线激光测量，测量被测量工件的局部尺寸，用于对视觉测量尺寸精度的修正补偿；高精度轮廓测量的投影系统，可以高速高精度地测量出被测量工件的轮廓和通孔部分的轮廓和尺寸，用于对视觉测量尺寸精度的修正补偿，其中激光更多地用于垂直方向(Z方向)，轮廓测量更多地用于平面尺寸(X和Y方向)的修正补偿。本发明的测量系统支持搭载多种倍率镜头，以满足各种不同尺寸工件的需求，系统根据需要选择即可切换镜头，亦无需在更换镜头时进行图像校正。本发明中引入机器学习算法，特别是深度神经网络学习算法，以提高测量精度。本发明还提出一种软件算法将这些高精度的测量数据作为点云来虚拟成被测量工件的三维模型，并且支持与原设计三维模型进行比较，并给出相关测量报告。本发明的测量系统测量精度高，测量范围大，速度快，可以同时测量多件工件。本发明可以应用在多个不同领域和行业，以满足不同的测量要求。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：
a.测量精度高，能精确给出缪米级别的测量精度，最高能达到一缪米的测量精度，解决精密制造行业对产品的尺寸测量和检测难题；
b.高影像分辨率，提高测量精度，得到更精确的测量值；
c.抗噪音能力强，近乎零失真度，提高测量精度和测量系统的鲁棒性；
d.无透视误差，远心设计与超宽景深，增加测量系统的测量范围；
e.测量速度快，提高设备的利用率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一种高精度激光投影视觉三维测量系统的结构示意图；
图2为本发明一种高精度激光投影视觉三维测量系统的结构框图。
其中，001.设备框架支座；002.主相机；003.主相机第一组镜头；004.主相机第二组镜头；005.同轴折射/反射板；006.主相机第三组镜头；007.主相机第四组镜头；008.激光光源的第二组镜头；009.激光光源的第一组镜头；010.同轴光源；011.激光测量相机；012.辅助视觉测量相机；013.测量区域；014.钢化玻璃；015.投影光源第四组镜头；016.投影光源第三组镜头；017.投影光源第二组镜头；018.投影光源第一组镜头；019.投影光源；100.三维测量控制软件系统；200.光学视觉测量模块；201.第一视觉组合镜头组；202.第二视觉组合镜头组；203.光学视觉传感器；204.外部光源；300.激光测量模块；301.激光发射光源；302.激光角度调节装置；303.激光组合镜头组；304.激光受光传感器；400.投影测量模块；401.投影光源；402.第一投影组合镜头组；403.第二投影组合镜头组；404.投影光学传感器；501.服务器；502.远程登录；503.本地登录；601.被测量工件。
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。
需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
本发明提供一种高精度激光投影视觉三维测量系统，集激光测量、投影测量、视觉测量三位于一体的组合控制系统，该系统可以高精度地测量多种尺寸，如：高度、宽度、轮廓、角度等，可以根据获得的三维数据测量出形状公差、定向公差、位置公差等共计11种几何公差，测量控制系统可以将这些高精度的测量数据作为点云来虚拟成被测量工件的三维模型，进一步可以生成测量检测报告。
本发明一种高精度激光投影视觉三维测量系统包括多个大型高精度、高像素的CMOS相机以及相应的多色光源、主视觉光学测量系统、高精度轮廓测量的投影系统、高精度轮廓测量的线激光测量系统、镜头、设备框架支座001和三维测量控制软件系统100，所述三维测量控制软件系统100协调控制视觉光学测量系统、高精度轮廓测量的投影系统和高精度轮廓测量的线激光测量系统，所述镜头设于设备框架支座001上，所述镜头设有多个，多个所述镜头相互组合形成多组组合镜头组，所述CMOS相机设有五组，所述CMOS相机设于设备框架支座001上侧，五组所述CMOS相机包括一组主相机002和四组辅助相机，所述主相机002设于设备框架支座001上侧正中位置，所述主相机002上设有光学传感器和投影光学传感器404，所述主相机002的光学传感器通过多个镜头所组成的远心镜头获取被测量工件601的光学成像，所述光学传感器包括光学视觉传感器203和激光受光传感器305，所述主相机002的投影光学传感器404用于接受轮廓测量的光投影成像，所述主相机002的光学视觉传感器203的光学成像与投影光学传感器404的光投影成像错时工作运行，四组所述辅助相机对称设于主相机002的四侧，所述辅助相机上设有CMOS光学传感器，四组所述辅助相机分为两对，每对辅助相机相对安装，其中一对所述辅助相机用于从两个对边位置分别测量被测量工件601，通过相机、光源、载物台一体结构结合自行开发纳米级的空间识别算法，降低失真偏差来提高测量精度，另一对所述辅助相机用于接受激光漫射在被测物体上的反射光，形成物体轮廓，用于接受激光漫射在被测物体上的反射光的一对辅助相机分别为激光测量相机011和辅助视觉测量相机012，所述设备框架支座001上部中轴线上设有同轴折射/反射板005，所述多色光源安装设于设备框架支座001上侧侧面，所述多色光源通过同轴折射/反射板005发送光源，所述多色光源位于主相机002的正下方，所述多色光源与主相机002同轴，所以多色光源为同轴光源010，所述多色光源可以发送红绿蓝组合光源，且所述多色光源与四组辅助相机之间的夹角固定。
所述镜头包括主相机第一组镜头003、主相机第二组镜头004、主相机第三组镜头006、主相机第四组镜头007、激光光源的第一组镜头009、激光光源的第二组镜头008、投影光源第一组镜头018、投影光源第二组镜头017、投影光源第三组镜头016和投影光源第四组镜头015，多个所述镜头相互组合形成多组组合镜头组。
所述主视觉光学测量系统包括同轴光源010、第一视觉组合镜头组201和第二视觉组合镜头组202，所述同轴光源010设于设备框架支座001的一侧，所述第一视觉组合镜头组201包括主相机第三组镜头006、主相机第四组镜头007、激光光源的第二组镜头008和激光光源的第一组镜头009，所述第二视觉组合镜头组202包括主相机第一组镜头003、主相机第二组镜头004、主相机第三组镜头006和主相机第四组镜头007。
所述高精度轮廓测量的投影系统，包括投影光源401、第一投影组合镜头组402和第二投影组合镜头组403，所述发射光源位于设备框架支座001的下侧，所述第一投影组合镜头组402包括投影光源第一组镜头018、投影光源第二组镜头017、投影光源第三组镜头016和投影光源第四组镜头015，所述第二投影组合镜头组403包括主相机第一组镜头003、主相机第二组镜头004、主相机第三组镜头006和主相机第四组镜头007，投影光源401通过第一投影组合镜头组402将光源平行地发射到设备框架支座001上侧的第二投影组合镜头组403，最终光被投影到主相机002的投影光学传感器404上。
所述高精度轮廓测量的线激光测量系统，包括激光发射光源301和激光组合镜头组303，所述激光发射光源301为线激光源，所述激光发射光源301内部集成设有激光角度调节装置302，所述激光发射光源301安装在设备框架支座001的上侧，所述线激光组合镜头组303包括主相机第三组镜头006、主相机第四组镜头007、激光光源的第二组镜头008、激光光源的第一组镜头009，激光测量相机011是基于线激光垂直打在被测件上相机与激光形成一定夹角，利用线激光与相机的夹角，当产品高低不平的时候，在相机成像过程中会形成线激光并非形成一条直线，而是高低不平，通过相机与激光的夹角将被测件表面进行被测件的高度测量；但是，高精度的线激光测量主要测量聚焦在激光扫描那条线上，为了解决这个问题，进一步提出了可以调节转动角度的激光光源，激光光源的发射角度可以被调节以便能投射到期望的工件位置，从而能高精度测量期望工件位置的相关尺寸。
所述设备框架支座001为防抖抗震框架支座，设备框架支座001关键连接处和设备底座都安装有防抖动和具有耐震性的减震件。
所述设备框架支座001中部设有测量区域013和钢化玻璃014，所述钢化玻璃014位于测量区域013下方，且所述钢化玻璃014位于高精度轮廓测量的投影系统上方。
所述三维测量控制软件系统采用三位一体的空间识别算法，引入不断创新的机器学习算法，特别是创新的深度神经网络学习算法来提高测量精度。
所述三维测量控制软件系统与服务器501相连接，所述服务器501支持本地登录503和远程登录502，服务器501支持将测量数据、工艺数据、设备状态信息和报测试告存储到数据库中，也支持将这些数据发送至云服务器501上，这些数据可以通过云计算、雾计算、边缘计算等处理方法，进而可以进一步提高测量精度和设备的稳定性。
参阅图1和图2，主视觉光学测量系统(光学视觉测量模块200)的组成和流程如下：同轴光源010发出的光经过第一视觉组合镜头组201平行地照射到被测量工件601上，这其中光要经过同轴折射/反射板005反射，外部光源204直接将光照射到被测量工件601上进行补光，一部分同轴光和外部光源204照射到被测量物体经过漫射反射到第二视觉组合镜头组202上，这其中光经过同轴上的折射/反射板折射，最终在光学传感器204上投影并光学成像；另有一部分光经过漫射反射到辅助视觉测量相机012上，经过组合镜头投射到辅助视觉相机的CMOS光学传感器上进行光学成像，最终，经过深度神经网络算法去除噪音来降低误差提高精度，经过空间识别算法对三维测量数据进行修正，进而进一步提高三维测量精度。
高精度轮廓测量的线激光测量系统(激光测量模块300)的组成和流程如下：激光发射光源301是一个线激光源，内部集成了激光角度调节装置302，激光发射光源301是和激光角度调节装置302都安装在设备的上侧，它经过激光组合镜头组303，这其中激光要经过同轴上同轴折射/反射板005反射，激光照射到被测量工件601上，激光经漫射到激光测量相机011的镜头上，经过镜头漫射聚集到激光测量相机011的CMOS光学传感器上进行光学投影；经过深度神经网络算法去除噪音来降低误差提高精度，经过空间识别算法对三维测量数据进行修正和补偿，进而进一步提高三维测量精度。
高精度轮廓测量的投影系统(投影测量模块400)的组成和流程如下：投影光源401是一个正方形的光源矩阵，它安装在设备框架支座001的下侧，它经过第一投影组合镜头组402形成平行光，平行光向上侧的投影光学传感器404方向发射，经过被测量工件601，部分投影光被测量工件601遮挡，部分投影光穿越测量区域013，经过上侧的第二投影组合镜头组403，这其中投影光要经过同轴上的同轴折射/反射板005折射到投影光学传感器404，投影光学成像；经过深度神经网络算法去除噪音来降低误差提高精度，经过空间识别算法对三维测量数据进行修正和补偿，进而进一步提高三维测量精度。
所述主控系统将与服务器501相连接，服务器501支持本地登录503，也支持远程登录502。服务器501支持将测量数据、工艺数据、设备状态信息和报测试告存储到数据库中，也支持将这些数据发送至云服务器501上，这些数据可以通过云计算、雾计算、边缘计算等处理方法，进而可以进一步提高测量精度和设备的稳定性。
要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物料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、物料或者设备所固有的要素。
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 (9)

1.一种高精度激光投影视觉三维测量系统，其特征在于：包括多个大型高精度、高像素的CMOS相机以及相应的多色光源、主视觉光学测量系统、高精度轮廓测量的投影系统、高精度轮廓测量的线激光测量系统、镜头、设备框架支座和三维测量控制软件系统，所述三维测量控制软件系统协调控制视觉光学测量系统、高精度轮廓测量的投影系统和高精度轮廓测量的线激光测量系统，所述镜头设于设备框架支座上，所述镜头设有多个，多个所述镜头相互组合形成多组组合镜头组，所述CMOS相机设有五组，所述CMOS相机设于设备框架支座上侧，五组所述CMOS相机包括一组主相机和四组辅助相机，所述主相机设于设备框架支座上侧正中位置，所述主相机上设有光学传感器和投影光学传感器，所述光学传感器包括光学视觉传感器和激光受光传感器，四组所述辅助相机对称设于主相机的四侧，所述辅助相机上设有CMOS光学传感器，四组所述辅助相机分为两对，每对辅助相机相对安装，其中一对所述辅助相机用于从两个对边位置分别测量被测量工件，通过相机、光源、载物台一体结构结合自行开发纳米级的空间识别算法，降低失真偏差来提高测量精度，另一对所述辅助相机用于接受激光漫射在被测物体上的反射光，形成物体轮廓，用于接受激光漫射在被测物体上的反射光的一对辅助相机分别为激光测量相机和辅助视觉测量相机，所述设备框架支座上部中轴线上设有同轴折射/反射板，所述多色光源安装设于设备框架支座上侧侧面，所述多色光源位于主相机的正下方，所述多色光源与主相机同轴，所以多色光源为同轴光源，所述多色光源可以发送红绿蓝组合光源，且所述多色光源与四组辅助相机之间的夹角固定。
2.根据权利要求1所述的一种高精度激光投影视觉三维测量系统，其特征在于：所述镜头包括主相机第一组镜头、主相机第二组镜头、主相机第三组镜头、主相机第四组镜头、激光光源的第一组镜头、激光光源的第二组镜头、投影光源第一组镜头、投影光源第二组镜头、投影光源第三组镜头和投影光源第四组镜头，多个所述镜头相互组合形成多组组合镜头组。
3.根据权利要求1所述的一种高精度激光投影视觉三维测量系统，其特征在于：所述主视觉光学测量系统包括同轴光源、第一视觉组合镜头组和第二视觉组合镜头组，所述同轴光源设于设备框架支座的一侧，所述第一视觉组合镜头组包括主相机第三组镜头、主相机第四组镜头、激光光源的第二组镜头和激光光源的第一组镜头，所述第二视觉组合镜头组包括主相机第一组镜头、主相机第二组镜头、主相机第三组镜头和主相机第四组镜头。
4.根据权利要求1所述的一种高精度激光投影视觉三维测量系统，其特征在于：所述高精度轮廓测量的投影系统，包括投影光源、第一投影组合镜头组和第二投影组合镜头组，所述发射光源位于设备框架支座的下侧，所述第一投影组合镜头组包括投影光源第一组镜头、投影光源第二组镜头、投影光源第三组镜头和投影光源第四组镜头，所述第二投影组合镜头组包括主相机第一组镜头、主相机第二组镜头、主相机第三组镜头和主相机第四组镜头。
5.根据权利要求1所述的一种高精度激光投影视觉三维测量系统，其特征在于：所述高精度轮廓测量的线激光测量系统，包括激光发射光源和激光组合镜头组，所述激光发射光源为线激光源，所述激光发射光源内部集成设有激光角度调节装置，所述激光发射光源安装在设备框架支座的上侧，所述线激光组合镜头组包括主相机第三组镜头、主相机第四组镜头、激光光源的第二组镜头、激光光源的第一组镜头。
6.根据权利要求1所述的一种高精度激光投影视觉三维测量系统，其特征在于：所述设备框架支座为防抖抗震框架支座。
7.根据权利要求1所述的一种高精度激光投影视觉三维测量系统，其特征在于：所述设备框架支座中部设有测量区域和钢化玻璃，所述钢化玻璃位于测量区域下方，且所述钢化玻璃位于高精度轮廓测量的投影系统上方。
8.根据权利要求1所述的一种高精度激光投影视觉三维测量系统，其特征在于：所述三维测量控制软件系统采用三位一体的空间识别算法。
9.根据权利要求1所述的一种高精度激光投影视觉三维测量系统，其特征在于：所述三维测量控制软件系统与服务器相连接，所述服务器支持本地登录和远程登录。
CN202010864806.0A 2020-08-25 2020-08-25 一种高精度激光投影视觉三维测量系统 Pending CN112161565A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010864806.0A CN112161565A (zh) 2020-08-25 2020-08-25 一种高精度激光投影视觉三维测量系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010864806.0A CN112161565A (zh) 2020-08-25 2020-08-25 一种高精度激光投影视觉三维测量系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112161565A true CN112161565A (zh) 2021-01-01

Family

ID=73860139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010864806.0A Pending CN112161565A (zh) 2020-08-25 2020-08-25 一种高精度激光投影视觉三维测量系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112161565A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114111571A (zh) * 2021-11-15 2022-03-01 天津大学 一种异形工件测量的视觉精密检测装置
CN114535825A (zh) * 2022-04-28 2022-05-27 安普森智能科技(江苏)有限公司 一种基于机械手的激光打刻车辆识别代码系统
CN114909993A (zh) * 2022-04-26 2022-08-16 泰州市创新电子有限公司 一种高精度式激光投影视觉三维测量系统
CN115526941A (zh) * 2022-11-25 2022-12-27 海伯森技术（深圳）有限公司 一种用于远心相机的标定装置和标定方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114111571A (zh) * 2021-11-15 2022-03-01 天津大学 一种异形工件测量的视觉精密检测装置
CN114909993A (zh) * 2022-04-26 2022-08-16 泰州市创新电子有限公司 一种高精度式激光投影视觉三维测量系统
CN114535825A (zh) * 2022-04-28 2022-05-27 安普森智能科技(江苏)有限公司 一种基于机械手的激光打刻车辆识别代码系统
CN115526941A (zh) * 2022-11-25 2022-12-27 海伯森技术（深圳）有限公司 一种用于远心相机的标定装置和标定方法
CN115526941B (zh) * 2022-11-25 2023-03-10 海伯森技术（深圳）有限公司 一种用于远心相机的标定装置和标定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112161565A (zh) 一种高精度激光投影视觉三维测量系统
CN109520436B (zh) 一种基于机器视觉的蝶形弹簧三维尺寸自动测量系统及其测量方法
CN104406541B (zh) 一种成像系统探测器芯片精密装调设备及装调方法
CN103615980B (zh) 一种板件上圆孔参数的测量方法及系统
CN111735390A (zh) 一种用于线激光传感器的标定块及手眼标定方法
CN107121093A (zh) 一种基于主动视觉的齿轮测量装置及测量方法
CN106949848A (zh) 一种高精度激光3d轮廓手机结构件检测方法
CN103091992B (zh) 一种工件位置校正装置及其校正方法
CN108332708A (zh) 激光水平仪自动检测系统及检测方法
CN109323650A (zh) 视觉图像传感器与点光测距传感器测量坐标系的统一方法
CN207649542U (zh) 一种多量程大尺寸高精度视觉测量机构
CN103154665A (zh) 确定3d特征的位置和朝向的系统和方法
CN1354355A (zh) 激光线扫描三维测量双光刀虚拟网格映射标定方法及装置
US20150177160A1 (en) Non-Imaging Coherent Line Scanner Systems and Methods for Optical Inspection
CN102538707B (zh) 一种对工件进行三维定位的装置及方法
CN110631477A (zh) 用于测量技术的光学成像单元和系统
Pan et al. High-accuracy calibration of line-structured light vision sensor by correction of image deviation
CN106403838A (zh) 一种手持式线结构光视觉三维扫描仪的现场标定方法
CN203811868U (zh) 采用psd的光电定心仪
CN106289086A (zh) 一种用于光学标识点间距离精确标定的双相机测量方法
CN111735401A (zh) 一种针对大尺寸物体的高精度厚度测量方法及装置
CN110095069A (zh) 一种高铁白车身装配质量检测系统和方法
CN206177246U (zh) 一种可变量程的激光三角法位移测量装置
CN110428471B (zh) 一种针对光学自由曲面子孔径偏折测量的精确自定位方法
CN109506629B (zh) 一种水下核燃料组件检测装置旋转中心标定的方法

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210101

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication