CN206556619U - 复合式三维测量平台 - Google Patents

Abstract

一种复合式三维测量平台，其要点在于它包括：工作台、标准球、荧光标记点、夹具，工作台上制有排列均匀的固定孔，有大于等于3个的标准球固定于工作台的固定孔中，复数个荧光标记点分布在工作台表面，夹具固定于工作台上。本实用新型是将立体视觉、结构光视觉和接触式测量相结合的一种测量平台。不仅可以融合单一测量方式在多视角下的测量数据，而且可以将两种不同测量方式有机结合在一起，实现精度不同、密度不同、无对应点的数据之间的配准，实现优势互补，提高表面数据采集速度和精度。

Description

复合式三维测量平台

技术领域

本实用新型属于三维测量，尤其属于三维测量平台。

背景技术

三维重建是逆向工程的一部分，是逆向工程工艺流程中的首要环节，三维数据测量是测量设备通过特定的数字化方法将物体表面形状转换成空间几何坐标点，进而生成逆向建模所需数据的过程。

依据测量设备与待测物体表面是否接触，逆向工程三维表面测量技术可以划分为接触式和非接触式两种类型。

接触式测量方法的优缺点: 优点: (1) 测量技术成熟，精度高，一般可达到微米级，数据具有较高的准确性；(2) 可以测量深孔等光学盲区；(3) 不受待测表面的粗糙度、色泽、纹理、反光等特征影响；(4) 可直接测量得到物体的特定几何尺寸、形位公差等特征；(5) 可应用于在线检测与质量控制，可与数控机床和加工中心配套组成生产加工线或柔性制造系统；(6) 设备种类多样。缺点: (1) 测量效率低，数据密度低，难以测量大面积和复杂曲面；(2)一般需要进行路径规划、探针半径补偿与校正；(3) 设备体积大、价格昂贵，对测量环境有较高的要求；(4) 探针与待测物体直接接触，可能磨损探针或破坏物体表面；(5) 不能测量软质或脆性物体；(6) 测量范围有限，存在测量死角，难以测量细节部位。

非接触式测量方法的优缺点: 优点: (1) 测量速度快，大大缩短了产品表面数字化的时间；(2) 实现密集数据测量；(3) 方便测量不规则的曲面特征、整体表面和细节特征；(4) 非接触测量方法可测量柔软、脆性、不可接触的表面；(5) 设备操作简单。缺点:(1) 非接触式测量精度较低，一般为10μm~100μm；(2) 易受待测表面反光、色泽、斜率等影响而产生噪声点；(3) 密集数据需后期数据处理；(4) 数据含异常点、噪声点；(5) 不能测量深孔等特征，对边线和深孔等特征测量比较困难。

接触式测量的测量平台主要包括工作台、标准球、夹具，而非接触式测量的测量平台主要包括工作台、荧光标记点、夹具，二者不通用，致使两种测量方法不能同台共用。

不同的测量方法其测量原理和特点决定了测量精度、效率、数据类型和处理方式的差异，有其各自的特点、精度、效率和适用场合。如果待测物体包含多种型面或特征，那么仅利用单一测量方式就无法高效、完整、准确地获取物体表面形貌的三维数据。为了满足日益旺盛和多样化测量的需求，许多机构都配备了两种测量设备，针对零件不同的结构特点进行测量，再进行叠加补充，需配用两种测量平台，既造成资源浪费，又增加测量的工作量和难度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有三维单一测量方式存在的问题，为复合式测量提供一种三维测量平台，以便将两种截然不同的测量方式进行组合，利用不同测量方式的测量优点实现优势互补，提高表面数据采集速度和精度。

本实用新型所采用的技术方案为一种复合式三维测量平台，其要点在于它包括：工作台、标准球、荧光标记点、夹具，工作台上制有排列均匀的固定孔，有大于等于3个的标准球固定于工作台的固定孔中，复数个荧光标记点分布在工作台表面，夹具固定于工作台上。

本实用新型将接触式测量和非接触式测量的测量平台进行整合，同时包含有标准球、荧光标记点这两个不同测量平台的参照系，因此同一个平台可以满足接触式测量和非接触式测量两种不同测量方式的需要，一个零件可采用复合式测量方法，利用不同测量方式的测量优点，实现优势互补，提高表面数据采集速度和精度。

荧光标记点均匀分布在工作台表面。

荧光标记点具有两种模式，一种为固定于工作台，另一种为随机布置在待测物体上。

标准球数量为3个或3个以上，可以固定放置在工作台上，也可以根据实际测量情况，随机布置在待测物体周围。

本实用新型同时包含有标准球、荧光标记点这两个不同测量平台的参照系，是将立体视觉、结构光视觉和接触式测量相结合的一种测量平台，可以满足接触式测量和非接触式测量两种不同测量方式的需要。不仅可以融合单一测量方式在多视角下的测量数据，而且可以将两种不同测量方式有机结合在一起，实现精度不同、密度不同、无对应点的数据之间的配准，实现优势互补，提高表面数据采集速度和精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为本实用新型的使用状态图

其中：1工作台2标准球3荧光标记点4夹具 5待测物体。

具体实施方式

下面结合视图对本实用新型进行详细的描述，所列举的实施例可以使本专业的技术人员更理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。

如图1、2所示，一种复合式三维测量平台，它包括：工作台1、标准球2、荧光标记点3、夹具4，夹具用来固定待测物体和校准元件等。工作台1上制有排列均匀的固定孔，一般固定孔为螺纹孔，有大于等于3个的标准球2固定于工作台1的固定孔中，标准球2可以固定放置在工作台上，也可以根据实际测量情况，随机布置在待测物体周围。

复数个荧光标记点3（一般为白色圆形荧光标记点）分布在工作台1表面，荧光标记点3具有两种模式，一种是固定的荧光标记点，按照按一定间距和规则散布固定在测量平台上；另一种是移动的荧光标记点，可根据测量情况布置在待测物体表面。

待测物体5由夹具4夹持固定于工作台1上，位于三个固定标准球之间。标准球和夹具可以根据测量需求固定在任意螺纹孔位置。其余未述部分与现有技术相同。

本实用新型可适应三种不同的测量设备：

第一种：用于接触式测量与非接触式的复合式测量及三维数据配准；第二种：用于非接触式测量与非接触式的复合式测量及三维数据配准；第三种：用于接触式测量与接触式的复合式测量及三维数据配准。使用方法：首先，三维数据扫描仪测量并获取待测物体表面数据，同时，获取测量平台上的标准球和圆形荧光标记点数据，然后，通过标准球和圆形荧光标记点的信息和对应关系完成两组数据信息融合，最终重建待测物体的三维模型。通过复合式三维测量平台，可以将两种不同测量方式有机结合在一起。

Claims (4)

1.一种复合式三维测量平台，其特征在于它包括：工作台（1）、标准球（2）、荧光标记点（3）、夹具（4），工作台（1）上制有排列均匀的固定孔，有大于等于3个的标准球（2）固定于工作台（1）的固定孔（11）中，复数个荧光标记点（3）分布在工作台（1）表面，夹具（4）固定于工作台（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种复合式三维测量平台，其特征在于荧光标记点（3）均匀散布在工作台（1）表面。

3.根据权利要求1所述的一种复合式三维测量平台，其特征在于荧光标记点（3）具有两种模式，一种为固定于工作台（1），另一种为随机布置在待测物体（5）上。

4.根据权利要求1所述的一种复合式三维测量平台，其特征在于标准球（2）具有两种模式，可以固定放置在工作台上，也可以根据实际测量情况，随机布置在待测物体周围。