CN206378107U - 轮廓测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种轮廓测量装置，涉及测量技术。轮廓测量装置包括：用于向测量区域发射十字光的十字光源、用于采集十字光的投影图像的图像传感器、用于根据投影图像以及十字光源与图像传感器的位置关系确定测量区域中的待测物体的三维轮廓的终端设备；十字光源与图像传感器之间具有预设位置关系，图像传感器与终端设备电连接。通过十字光源向测量区域发射十字光，通过图像传感器采集十字光的投影图像，通过终端设备根据投影图像以及十字光源与图像传感器的位置关系，确定测量区域中的待测物体的三维轮廓，从而根据待测物体自身的二维轮廓得到待测物体的三维轮廓，不仅简化了轮廓测量装置的结构，并且简化对待测物体的三维轮廓的测量过程。

Description

轮廓测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量技术，尤其涉及一种轮廓测量装置。

背景技术

基于结构光的测量方法是一种主动式光学测量技术，其基本原理是由结构光投射器向待测物体表面投射可控制的光点、光线或光面结构，并由摄像机等获得图像，通过系统几何关系，利用三角原理计算得到待测物体的三维坐标。结构光测量方法由于具有计算简单、体积小、价格低、大量程、便于安装和维护的特点，广泛应用于三维轮廓测量；其中，常见的有点光源测量方法，线光源测量方法和面光源测量方法。目前，常用的为基于动态光线的光栅测量技术，然而光栅测量技术中的光生成器通常包括光源、透镜、光栅等，结构较复杂，测量过程也较复杂。

实用新型内容

针对现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种轮廓测量装置，能够简化轮廓测量装置的结构，并且简化测量过程。

本实用新型提供一种轮廓测量装置，包括：

用于向测量区域发射十字光的十字光源、用于采集所述十字光的投影图像的图像传感器、用于根据所述投影图像以及所述十字光源与图像传感器的位置关系确定所述测量区域中的待测物体的三维轮廓的终端设备；

其中，所述十字光源与所述图像传感器之间具有预设位置关系，所述图像传感器与所述终端设备电连接。

进一步地，所述十字光源包括十字激光器，所述十字激光器用于向通过测量区域中的待测物体投射十字光。

进一步地，所述图像传感器具体用于实时采集所述十字光的投影图像。

进一步地，所述终端设备包括：

获取模块，用于从所述投影图像中获取所述待测物体的高度信息；

第一确定模块，用于根据所述高度信息以及所述十字光源与图像传感器的位置关系，确定所述测量区域中的待测物体的三维轮廓；

其中，获取模块与第一确定模块连接。

进一步地，所述高度信息包括：第一高度信息和第二高度信息；所述第一高度信息是从所述图像传感器采集的、所述十字光的第一光线的第一投影图像中获取的；所述第二高度信息是从所述图像传感器采集的、所述十字光的第二光线的第二投影图像中获取的。

进一步地，所述终端设备还包括：

第二确定模块，与所述获取模块连接，用于在所述待测物体的运动过程中，根据与所述待测物体的运动方向平行的第一光线的第一投影图像，确定所述待测物体的运动速度。

进一步地，所述终端设备还与十字光源电连接，以通过所述终端设备调节所述十字光的参数特征，所述参数特征包括：长度、亮度和/或位置。

进一步地，所述十字光源与所述图像传感器之间具有第一预设距离以及第一预设夹角。

本实用新型提供的轮廓测量装置，通过十字光源向测量区域发射十字光，通过图像传感器采集所述十字光的投影图像，通过终端设备根据所述投影图像以及所述十字光源与图像传感器的位置关系，确定所述测量区域中的待测物体的三维轮廓，从而根据待测物体自身的二维轮廓得到待测物体的三维轮廓，不仅简化了轮廓测量装置的结构，并且简化对待测物体的三维轮廓的测量过程。

附图说明

图1为本实用新型轮廓测量装置一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型轮廓测量装置另一实施例的结构示意图。

其中，100-十字光源；200-图像传感器；300-终端设备；400-待测物体；101-第一光线；102-第二光线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，都属于本实用新型保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，“上”、“下”、“首”、“尾”等的用语，是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

图1为本实用新型轮廓测量装置一实施例的结构示意图。

请参照图1，本实施例提供一种轮廓测量装置，包括：十字光源100、图像传感器200以及终端设备300，十字光源100与图像传感器200之间具有预设位置关系，图像传感器200与终端设备300电连接。

其中，十字光源100，用于向测量区域发射十字光；图像传感器200，用于采集十字光的投影图像；终端设备300，用于根据投影图像以及十字光源100与图像传感器200的位置关系，确定测量区域中的待测物体400的三维轮廓。

具体地，测量区域可以为十字光的投射区域；本实施例对于十字光源100的具体结构不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，只要能够向测量区域内的待测量的待测物体400的表面投射十字光即可；例如十字光源100可以为十字激光器。图像传感器200设置在摄像头等摄像摄影装置上，且图像传感器200与终端设备300连接，以将图像传感器200采集的投影图像传输给终端设备300，终端设备300可以为计算机等具备熟路处理功能的设备。

本实施例中，以图像传感器200设置在摄像头为例：十字光源100与用于承载待测量待测物体400的水平面之间具有第二预设距离，且十字光源100的中心线可以与该水平面之间具有第二预设夹角；摄像头与该水平面之间具有第三预设距离，且该摄像头的中心线与该水平面之间具有第三预设夹角；相应地，十字光源100与摄像头之间具有第一预设距离，十字光源100与摄像头之间具有第一预设夹角，且第一预设距离与第二预设距离、第三预设距离有关，第一预设夹角与第二预设夹角、第三预设夹角有关。本实施例对于第一预设距离、第二预设距离以及第一预设夹角、第二预设夹角不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

本实施例提供的一种轮廓测量装置，通过十字光源100向测量区域发射十字光，通过图像传感器200采集十字光的投影图像，通过终端设备300根据投影图像以及十字光源100与图像传感器200的位置关系，确定测量区域中的待测物体400的三维轮廓，从而利用待测物体400自身的二维轮廓得到待测物体400的三维轮廓，不仅简化了轮廓测量装置的结构，并且简化对待测物体400的三维轮廓的测量过程。

进一步地，图像传感器200实时采集十字光的投影图像，以获取连续的投影图像，有助于提高三维轮廓的精确性。

进一步地，终端设备300包括：

获取模块，用于从投影图像中获取待测物体400的高度信息；

第一确定模块，根据高度信息以及十字光源100与图像传感器200的位置关系，确定测量区域中的待测物体400的三维轮廓；

其中，获取模块与第一确定模块连接。

具体地，高度信息包括：第一高度信息和第二高度信息；第一高度信息是从图像传感器200采集的、十字光的第一光线101的第一投影图像中获取的；第二高度信息是从图像传感器200采集的、十字光的第二光线102的第二投影图像中获取的。

其中，以第一光线101的长度方向为待测物体400的前进方向且为待测物体400的纵向，则第一投影图像可以为待测物体400的纵向截面图像，第二光线102与第一光线101垂直设置，则第二投影图像可以为待测物体400的横向截面图像。十字光源100投射的第一光线101能够测量出待测物体400的纵向截面的第一高度信息，且能够测量出纵向截面的位置变化过程；十字光源100投射的第二光线102能够测量出实时通过第二光线102的横向截面的第二高度信息，也即第二光线102测量的第二高度信息是能够随着待测物体400的位置移动而发生变化的。

本实施例中，当待测物体400静止时，对于对称或者准对称待测物体400，也能够根据待测物体400的第一高度信息和第二高度信息确定三维轮廓；当待测物体400运动时，能够根据待测物体400自身的运动产生连续的二维轮廓，从而得到完整的三维轮廓，有效降低了测量过程中的极端需求。

进一步地，终端设备300还包括：第二确定模块，与获取模块连接，用于在待测物体400的运动过程中，根据与待测物体400的运动方向平行的第一光线101的第一投影图像，确定待测物体400的运动速度。

本实施例中，第一投影图像为待测物体400的纵向截面图像，通过纵向截面图像的位置变化及时间，从而确定出待测物体400的运动速度。

图2为本实用新型轮廓测量装置另一实施例的结构示意图。

请参照图2，进一步地，终端设备300还可以与十字光源100连接，以通过终端设备300调节十字光的参数特征。其中，参数特征包括：长度、亮度和/或位置。

本实施例中，长度可以理解为第一光线101的长度和第二光线102的长度，本领域技术人员可以根据实际需要对第一光线101的长度和/或第二光线102的长度进行调整，以使第二光线102的长度大于待测物体400的最大横向尺寸，并且使第一光线101大于待测物体400的纵向尺寸预设值，便于测量待测物体400的运动速度。亮度即为十字光的亮度，可以根据实际需要或者环境变化调整十字光的亮度，以提高图像传感器200采集的投影图像的质量，进而有助于测量侧三维轮廓的精确性。位置可以理解为十字光的投射位置。在轮廓测量装置开始测量之前，需要将上述参数特征设置并调试完毕。

本实施提供的轮廓测量装置尤其适用于门阀类的待测物体例如交通车辆等。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (8)

1.一种轮廓测量装置，其特征在于，包括：

用于向测量区域发射十字光的十字光源、用于采集所述十字光的投影图像的图像传感器、用于根据所述投影图像以及所述十字光源与图像传感器的位置关系确定所述测量区域中的待测物体的三维轮廓的终端设备；

其中，所述十字光源与所述图像传感器之间具有预设位置关系，所述图像传感器与所述终端设备电连接。

2.根据权利要求1所述的轮廓测量装置，其特征在于，所述十字光源包括十字激光器，所述十字激光器用于向通过测量区域中的待测物体投射十字光。

3.根据权利要求1或2所述的轮廓测量装置，其特征在于，所述图像传感器具体用于实时采集所述十字光的投影图像。

4.根据权利要求1-3任一项所述的轮廓测量装置，其特征在于，所述终端设备包括：

获取模块，用于从所述投影图像中获取所述待测物体的高度信息；

第一确定模块，用于根据所述高度信息以及所述十字光源与图像传感器的位置关系，确定所述测量区域中的待测物体的三维轮廓；

其中，获取模块与第一确定模块连接。

5.根据权利要求4所述的轮廓测量装置，其特征在于，所述高度信息包括：第一高度信息和第二高度信息；所述第一高度信息是从所述图像传感器采集的、所述十字光的第一光线的第一投影图像中获取的；所述第二高度信息是从所述图像传感器采集的、所述十字光的第二光线的第二投影图像中获取的。

6.根据权利要求5所述的轮廓测量装置，其特征在于，所述终端设备还包括：

第二确定模块，与所述获取模块连接，用于在所述待测物体的运动过程中，根据与所述待测物体的运动方向平行的第一光线的第一投影图像，确定所述待测物体的运动速度。

7.根据权利要求4所述的轮廓测量装置，其特征在于，所述终端设备还与十字光源电连接，以通过所述终端设备调节所述十字光的参数特征，所述参数特征包括：长度、亮度和/或位置。

8.根据权利要求1-3任一项所述的轮廓测量装置，其特征在于，所述十字光源与所述图像传感器之间具有第一预设距离以及第一预设夹角。