CN205808362U - 一种模型重建装置 - Google Patents

Abstract

一种模型重建装置，包括：三维激光投影仪、摄像机、支架、载物回转台和计算机；三维激光投影仪内设有激光发射器，通过激光发射器将预设好的结构光发射到待测物体表面；摄像机内设有激光接收器，通过激光接收器接收待测物体表面反射的光图像；支架可伸缩，设于三维激光投影仪底部，在支架与三维激光投影仪底部设有旋转轴，支架通过旋转轴与三维激光投影仪连接；载物回转台包括载物台、旋转装置和转台底座，载物台的表面水平设置并与转台底座连接，旋转装置带动载物台旋转；计算机内设有图像处理器，通过图像处理器对摄像机接收到的光图像进行处理，得到图像重建模型；三维激光投影仪和摄像机均与计算机连接。本实用新型测量数据精确，测量无死角。

Description

一种模型重建装置

技术领域

本实用新型涉及一种模型重建装置。

背景技术

传统的产品开发流程是一种预定的顺序模式，即从市场需求出发，抽象出产品的功能描述，然后进行概念设计，在此基础上进行总体设计和详细的零部件设计，制定工艺流程，完成加工及装配，通过检验能测试，这种开发模式的前提是已经完成了产品的蓝图或CAD模型，然而在很多场合下，产品的初始信息状态不是CAD模型，而是各种形式的物理模型或是实物样件，这就需要到逆向工程技术

随着激光技术及光电传感测量的飞速发展，在一些结构复杂等结构件数据采集并进行计算机三维扫描技术是最近几年迅速发展的一项高新技术，三维扫描的技术克服了传统测量的局限性，它不仅能够量取被测对象的长宽高，还能够对对象进行无接触扫描，可以将所扫描到的空间信息快速换成计算机可以处理的数据，但传统的三维扫描装置往往对被测对象扫描不完整，需人工移动被测对象或是装置，大大降低了图像的获取质量，并增加了工作成本。

发明内容

本实用新型为解决上述问题，一种模型重建装置，其特征在于，包括：三维激光投影仪、摄像机、支架、旋转轴、导轨、载物回转台和计算机；

所述三维激光投影仪内设有激光发射器，所述三维激光投影仪通过所述激光发射器将预设好的结构光发射到待测物体表面；

所述摄像机内设有激光接收器，所述摄像机通过所述激光接收器接收待测物体表面反射的光图像；

所述支架为可伸缩结构，所述支架设于所述三维激光投影仪底部；

在所述支架与所述三维激光投影仪之间设有旋转轴，所述旋转轴的底端与所述支架的顶部连接，所述旋转轴内设有驱动装置，所述支架通过所述旋转轴与所述三维激光投影仪连接；

在所述旋转轴上部横向设有导轨，所述摄像头固定于所述导轨上，所述三维激光投影仪通过滑块与所述导轨滑动连接；

所述载物回转台包括：载物台、旋转装置和转台底座，所述载物台的表面水平设置，所述载物台与所述转台底座连接，通过所述旋转装置带动所述载物台旋转；

所述计算机内设有图像处理器，所述计算机通过所述图像处理器对所述摄像机接收到的光图像进行处理，得到图像重建模型；

所述三维激光投影仪和所述摄像机均通过通信线缆与所述计算机连接。

进一步的，所述摄像头有两台，两台摄像头分别设于所述三维激光投影仪的两侧。

本实用新型提供的一种模型重建装置，通过可伸缩支架以及设置在该支架上的旋转轴和导轨再加上与载物回转台的相结合设计，可以不用移动被测物件和装置，就可全方位的对被测物体进行图像扫描，测量无死角，大大提高了图像的获取质量，也对后绪图像的处理节省了很多不必要的工作，提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型一种模型重建装置结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，提供一种模型重建装置，包括：三维激光投影仪1、摄像机2、支架3、旋转轴4、导轨5、载物回转台6和计算机7；

三维激光投影仪1内设有激光发射器，该三维激光投影仪1通过激光发射器将预设好的结构光线发射到待测物体100表面；

摄像机2内设有激光接收器，该摄像机2通过激光接收器接收待测物体100表面反射的光图像；

支架3为可伸缩的三角柱体结构，设于三维激光投影仪1底部，在支架3与三维激光投影仪之间设有旋转轴4，旋转轴4的底端与支架3的顶部连接，该旋转轴4内设有驱动装置，支架3通过旋转轴4与三维激光投影仪1连接，通过驱动装置驱动该旋转轴4旋转，支架3随旋转轴一起旋转；

在旋转轴4上部横向设有导轨5，摄像头2固定于导轨5上，三维激光投影仪通过滑块与导轨5滑动连接；

载物回转台6包括：载物台61、旋转装置和转台底座62，载物台61的表面水平设置，并与转台底座62连接，通过旋转装置带动所述载物台61旋转；

计算机7内设有图像处理器，计算机7通过图像处理器对摄像机2接收到的光图像进行处理，得到图像重建模型。

三维激光投影仪1和摄像机2均通过通信线缆与计算机5连接；

具体的，物体三维外形数据的获取是模型重建的前提条件，高质量的数据将为进一步的图像分析奠定良好的基础。三维结构光测量是通过可控光源：三维激光投影仪1投射出预先设置好的光线结构，如，单光点。光条纹，多排光栅，彩色光栅等，这些光点或者光条纹在待测物体100表面显示，因待测物体100表面凹凸不平，而发生相应的变形，利用摄像机2接收待测物体100表面反射的光图像，在本实施例中，摄像头2有两台，两台分别设于三维激光投影仪的两侧，然后利用计算机7对获取到的光图像进行分析生成点云，从而实现物体三维外形数据的获取，由于需要扫描的真实场景的范围一般比较大，受激光扫描仪视场角的限制以及物体间遮挡的影响，每次扫描只能获取当前视点下的点云，其坐标是相对于当前的仪器坐标系而言。为了构建研究区域完整的三维模型，需要从不同的视点设置投影仪及摄像机来对场景进行扫描，并将多个视点下获取的点云进行重新定位，生成一个同一坐标系下的三维数据点集，而这样获取到的图像数据会有很多重复的，图像质量差，成本也高，后绪图像处理工作也相对比较复杂，而通过本技术方案中的可伸缩支架3以及设置在支架3和三维激光投影仪1之间的旋转轴4、导轨5和载物回转台6相结合的技术，便可以全方位获取被测物体上的三维数据，简单，方便，大大提高了后期图像处理的复杂工作，同时，也大大的降低了工作成本；通过结构光获取被测物体点云数据后，需通过计算机7对点云数据进行处理与分析，将零散的各点云数据对齐为一个完整的整体，同时，去除点云中因各干扰因素而导致的噪声点，并对点云中的冗余点进行数据精简，进一步对扫描数据的破损部位与错乱部分进行修补光光顺处理，在逆向工程中，需要对测数据点或者多边形化模型上的面片网格进行面片拟合，实现曲面重构，得到可以被虐通用的CAD/CAM/CAE系统所能够读取的中性文件。

本实用新型提供的一种模型重建装置，通过可伸缩支架以及设置在该支架上的旋转轴和载物回转台的结合，可以不用移动被测物件和装置，就可全方位的对被测物体进行图像扫描，测量无死角，大大提高了图像的获取质量，也对后绪图像的处理节省了很多不必要的工作，提高了工作效率。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种模型重建装置，其特征在于，包括：三维激光投影仪、摄像机、支架、旋转轴、导轨、载物回转台和计算机；

所述三维激光投影仪内设有激光发射器，所述三维激光投影仪通过所述激光发射器将预设好的结构光发射到待测物体表面；

所述摄像机内设有激光接收器，所述摄像机通过所述激光接收器接收待测物体表面反射的光图像；

所述支架为可伸缩结构，所述支架设于所述三维激光投影仪底部；

在所述支架与所述三维激光投影仪之间设有旋转轴，所述旋转轴的底端与所述支架的顶部连接，所述旋转轴内设有驱动装置，所述支架通过所述旋转轴与所述三维激光投影仪连接；

在所述旋转轴上部横向设有导轨，所述摄像头固定于所述导轨上，所述三维激光投影仪通过滑块与所述导轨滑动连接；

所述载物回转台包括：载物台、旋转装置和转台底座，所述载物台的表面水平设置，所述载物台与所述转台底座连接，通过所述旋转装置带动所述载物台旋转；

所述计算机内设有图像处理器，所述计算机通过所述图像处理器对所述摄像机接收到的光图像进行处理，得到图像重建模型；

所述三维激光投影仪和所述摄像机均通过通信线缆与所述计算机连接。

2.如权利要求1所述的模型重建装置，其特征在于，所述摄像头有两台，两台摄像头分别设于所述三维激光投影仪的两侧。