CN204101007U - 相移栅线投影测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相移栅线投影测量仪，包括：基座，安装在所述基座上、且能在该基座上前后移动的移动平台，安装于所述移动平台上的标定板，能够投射光栅的数码投影仪，与所述数码投影仪相连的计算机，以及与所述计算机相连的摄像头。本实用新型这种相移栅线投影测量仪结构简单，操作方便，在测量三维形貌时，既可以直观地判别被测物的外形，又能得到实际的三维尺寸。

Description

相移栅线投影测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种相移栅线投影测量仪，用于对物体表面形貌进行测量。

背景技术

投影栅线法是利用扩束光(或准直光)照射预制的栅线(参考栅),将栅线投射在被测量的物体上,由于被测物体表面的起伏,栅线发生变形(变形栅)再与栅线本身(未变形)干涉，从栅线的投影方向看去,可以看到被测量物体的三维形貌等高线。这是典型的光学无损检测方法,广泛应用在制造业、医学、电子等行业。最早关于这方面的报道是1874年Rayleigh发现了投影栅线可以得到物体的等高线；而1973年国外某医院首先利用投影栅线法研制出了测量发育不良患者的脊柱是否对称的投影栅线测量仪,主要就是利用投影栅线对高度和对称性敏感的特点。

然而，目前采用投影栅线法对物体外表面形貌进行测量的仪器都存在结构复杂、操作繁琐等缺点。

发明内容

本实用新型目的是：针对上述问题，提供一种结构简单、操作方便的相移栅线投影测量仪。

本实用新型的技术方案是：一种相移栅线投影测量仪，包括：

基座，

安装在所述基座上、且能在该基座上前后移动的移动平台，

安装于所述移动平台上的标定板，

能够投射光栅的数码投影仪，

与所述数码投影仪相连的计算机，

以及与所述计算机相连的摄像头。

本实用新型在上述技术方案的基础上，还包括以下优选技术方案：

所述移动平台上设置有用于固定所述标定板的固定架，所述标定板与所述固定架可拆卸连接。

所述摄像头的分辨率为1280×1024。

还包括投影仪支架，所述数码投影仪布置在该投影仪支架上。

所述投影仪支架上面设置有一升降支架，所述摄像头安装在该升降支架上。

所述基座的上部带有气动防震平台，所述移动平台可前后移动地布置在该气动防震平台上。

所述摄像头为CCD摄像头。

本实用新型的优点是：本实用新型这种测量仪采用由计算机控制的数码投影仪投射所需要的光栅，光栅的密度及光场视野大小都可以精确调节。采用移动平台系统对栅线投影系统进行标定，标定精度高且控制方便。利用相移条纹图像处理软件对所采集到的图像进行处理，得到被测物体的三维形貌。该仪器在测量三维形貌时，既可以直观地判别被测物的外形，如检查对称性、缺陷检测等，还能得到实际的三维尺寸，这对于进行模型设计、现场测试等都很实用，因而受到广泛关注和应用。通过实践证明该仪器具有实时显示、操作方便、精度高等诸多优点。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例的结构简图；

图2为图1的左视图；

图3为投影栅线法的测量原理图。

其中：1-基座、1a-启动防震平台，2-移动平台、3-标定板、4-数码投影仪、5-升降支架、6-摄像头、7-投影仪支架，8-固定架。

具体实施方式

实施例：图1和图2出示了本实用新型这种相移栅线投影测量仪的一个具体实施例，它主要由基座1、移动平台2、标定板3、数码投影仪4、计算机(图中未画出)和摄像头6构成。其中：移动平台2安装在所述基座1上，且能在该基座上前后移动。标定板3安装在移动平台2上，具体为，移动平台2上设置有用于固定标定板3的固定架，所述标定板3与该固定架可拆卸连接。数码投影仪4能够投射光栅。数码投影仪4和摄像头6均与计算机相连。

再结合图1所示，现将本实施例这种相移栅线投影测量仪的使用方法简单介绍如下：在对被测物进行测量之前，将标定板3安装在移动平台2的固定架上，由计算机控制移动平台3在基座1上移动(移动平台3为电动平台)，并且由计算机控制数码投影仪4向标定板3上投射所需要的光栅(本例中，该光栅由多条上下平行相间的多条栅线构成)，根据移动平台3的移动距离大小以及标定板3上光栅投影的形变大小对光栅投影系统进行标定，得到参考栅，标定完成后，将被测物体放置在测量区域，将这组平行相间的栅线投影到被测物体表面上形成一个变形栅，这个变形栅与参考栅相互干涉，形成云纹条纹。该条纹反映的是曲面上各点离开参考栅的相对距离，所有离开栅线距离相等的点落在同一级条纹上，形成等高线，摄像头6采集下所述云纹条纹的图像后将其传输给计算机，再由计算机由此即可得到被测物体的三维形貌。

本例中，所述摄像头6的采用分辨率为1280×1024的高清摄像头，而且是CCD摄像头。

为了方便所述数码投影仪4的排放，本例还设置了一个投影仪支架7，数码投影仪4布置在该投影仪支架7上。为了让摄像头6能够完整采集到因干涉形成的所有云纹条纹，本例还在所述投影仪支架7上面设置了一升降支架5，并将所述摄像头6安装在该升降支架5上。

为了避免所述移动平台2在基座1上前后移动时产生振动，本例特在基座1的上部设置了气动防震平台1a(气动防震平台1a为基座1的一部分)，所述移动平台2可前后移动地布置在该气动防震平台1a上。

本测量仪既可配备10倍变焦远距离显微成像镜头，也可配备普通变焦镜头，使得该仪器能同时满足细观及宏观的测量要求，其不仅可用于微电子、生物、微机械等微细结构的形貌及变形测量，也可用于混凝土结构、岩土试样等大型构件表面形貌和变形测量。而且该仪器配有相应的相移条纹图像处理软件，使得该仪器测量精度明显提高，并且使用方便、操作简单。该仪器具有实时显示、操作方便、精度高等优点。

实际应用时，上述基座1和投影仪支架7均放置在地面上。

当然，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种相移栅线投影测量仪，其特征在于它包括：

基座(1)，

安装在所述基座(1)上、且能在该基座上前后移动的移动平台(2)，

安装于所述移动平台(2)上的标定板(3)，

能够投射光栅的数码投影仪(4)，

与所述数码投影仪(4)相连的计算机，

以及与所述计算机相连的摄像头(6)。

2.根据权利要求1所述的相移栅线投影测量仪，其特征在于：所述移动平台(2)上设置有用于固定所述标定板(3)的固定架(8)，所述标定板(3)与所述固定架(8)可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2所述的相移栅线投影测量仪，其特征在于：所述摄像头(6)的分辨率为1280×1024。

4.根据权利要求1或2所述的相移栅线投影测量仪，其特征在于：还包括投影仪支架(7)，所述数码投影仪(4)布置在该投影仪支架(7)上。

5.根据权利要求4所述的相移栅线投影测量仪，其特征在于：所述投影仪支架(7)上面设置有一升降支架(5)，所述摄像头(6)安装在该升降支架(5)上。

6.根据权利要求1或2所述的相移栅线投影测量仪，其特征在于：所述基座(1)的上部带有气动防震平台(1a)，所述移动平台(2)可前后移动地布置在该气动防震平台(1a)上。

7.根据权利要求1或2所述的相移栅线投影测量仪，其特征在于：所述摄像头(6)为CCD摄像头。