CN211292584U - 一种成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于太赫兹波成像技术领域，尤其涉及一种成像装置。成像装置，用于对被测物体进行成像，其包括：成像探头，用于向被测物体发射太赫兹波并接收从被测物体反射回的太赫兹波且对被测物体进行摄像；水平转台，平铺设置且沿第一扫描轨迹绕被测物体圆周转动，第一扫描轨迹上间隔设置有多个第一成像工位；以及机械臂，机械臂的一端连接水平转台，机械臂的另一端连接成像探头，机械臂用于驱动成像探头于各第一成像工位分别沿一第二扫描轨迹绕被测物体圆周转动；其中，各第二扫描轨迹所确定的平面均垂直第一扫描轨迹所确定的平面。本实用新型的机械臂驱动成像探头沿对应的第二扫描轨迹移动，从而对被测物体进行全方位的三维成像。

Description

一种成像装置

技术领域

本实用新型属于太赫兹波成像技术领域，尤其涉及一种成像装置。

背景技术

目前，太赫兹(THz)波是指频率在0.1～10THz之间的电磁波，其具有波长短，没有电离辐射产生、包含丰富的光谱信息等特定。常用来鉴别物质类别和成分。太赫兹技术在医疗、食品、安全监测、军事等领域具有很大的应用前景。因此，如何利用太赫兹波对物体进行全方位的立体成像，一直都是重要的研究课题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种成像装置，旨在解决如何利用太赫兹波对物体进行全方位的立体成像的问题。

本实用新型提供了一种成像装置，用于对被测物体进行成像，所述成像装置包括：

成像探头，用于向所述被测物体发射太赫兹波并接收从所述被测物体反射回的所述太赫兹波且对所述被测物体进行摄像；

水平转台，平铺设置且沿第一扫描轨迹绕所述被测物体圆周转动，所述第一扫描轨迹上间隔设置有多个第一成像工位；以及

机械臂，所述机械臂的一端连接所述水平转台，所述机械臂的另一端连接所述成像探头，所述机械臂用于驱动所述成像探头于各所述第一成像工位分别沿一第二扫描轨迹绕所述被测物体圆周转动；

其中，各所述第二扫描轨迹所确定的平面均垂直所述第一扫描轨迹所确定的平面。

本实用新型的技术效果是：通过水平转台沿第一扫描轨迹移动，从而调节并设置成像探头于水平面的位置。在水平转台停留在其中一成像工位时，机械臂驱动成像探头沿对应的第二扫描轨迹移动，从而对被测物体进行全方位的三维成像。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的成像装置的结构示意图；

图2是图1的成像探头的结构示意图；

图3是图1的成像探头初始化的示意图；

图4是图1的成像探头沿各第二扫描轨迹的结构示意图。

附图中标号与名称对应的关系如下所示：

100、成像装置；10、水平转台；20、机械臂；30、成像探头；40、被测物体；50、第二扫描轨迹；31、发射探头；32、接收探头；33、成像器；34、测距器；35、成像区间；36、聚焦点；60、支撑架；72、实线圆；71、虚线圆； 51、扫描球；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“垂直”、“平行”、“底”、“角”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。

请参阅图1至图3，本实用新型实施例提供了一种成像装置100，用于对被测物体40进行成像。所述成像装置100包括：成像探头30、水平转台10以及机械臂20。成像探头30用于向所述被测物体40发射太赫兹波并接收从所述被测物体40反射回的所述太赫兹波，进一步地，成像探头30还用于对所述被测物体40进行摄像。可以理解的是，从被测物体40所接收的太赫兹波包含有被测物体40相关的特征信息，再结合所拍摄的光学图片信息，一并输送至服务器并经服务器处理，从而可以对被测物体40进行立体成像。可选地，水平转台 10平铺设置且沿第一扫描轨迹绕所述被测物体40圆周转动。具体地，第一扫描轨迹为圆形，被测物体40于第一扫描轨迹所确定的平面上的投影位于第一扫描轨迹的圆心处。所述机械臂20的一端连接所述水平转台10，所述机械臂20 的另一端连接所述成像探头30，所述机械臂20驱动所述成像探头30沿第二扫描轨迹50移动绕所述被测物体40圆周转动。同样地，第二扫描轨迹50为圆形，被测物体40于第二扫描轨迹50所确定的平面上的投影位于第二扫描轨迹50的圆心处。可以理解的是，第二扫描轨迹50设置有多个，在水平转台10沿第一扫描轨迹的移动过程中，成像探头30分别且依次沿各第二扫描轨迹50移动，从而对被测物体40进行全方位的球形的立体成像。各第二扫描轨迹50的圆心重合，且各第二扫描轨迹50于空间上组合成一个扫描球51。各第二扫描轨迹 50所确定的平面均垂直所述第一扫描轨迹所确定的平面。可选地，所述第一扫描轨迹上间隔设置有多个第一成像工位，且各所述第一成像工位对应设置一所述第二扫描轨迹50；所述成像探头30于各所述第一成像工位处沿对应的所述第二扫描轨迹50绕所述被测物体40转动。可以理解的是，增加第一成像工位的数量，可以提高成像探头30的成像精度。

通过水平转台10沿第一扫描轨迹移动，从而调节并设置成像探头30于水平面的位置。机械臂20驱动成像探头30依次沿各第二扫描轨迹50移动，从而对被测物体40进行全方位的三维成像。

可选地，所述第二扫描轨迹50上间隔设置有多个第二成像工位，所述成像探头30于第二成像工位处对所述被测物体40进行扫描成像。可以理解的是，增加第二成像工位的数量，可以提高成像探头30的成像精度。

在一个实施例中，所述成像探头30包括向所述被测物体40发射所述太赫兹波的发射探头31、接收经所述被测物体40所反射的所述太赫兹波的接收探头 32以及用于对所述被测体进行摄像的成像器33。可选地，发射探头31向被测物体40出射的太赫兹波的频率范围为0.1～10THz。具体地，成像探头30还包括由光纤、信号线、电源线等组成的线缆，从而实现成像探头30与外部电源和服务器的连接。

在一个实施例中，所述发射探头31与所述接收探头32相对所述成像器33 镜像设置，且所述发射探头31的轴向与所述接收探头32的轴向之间的夹角呈预设值设置。可选地，夹角记为θ。

在一个实施例中，所述成像器33为CCD摄像头。CCD摄像头对被测物体 40进行拍摄并将拍摄的光学图片输送至服务器进行处理。

在一个实施例中，所述成像装置100还包括连接所述成像器33的测距器34，所述测距器34用于探测所述成像器33对所述被测物体40的拍摄距离，以使所述拍摄距离保持为预定值。在一个实施例中，所述测距器34为激光测距仪。

可选地，CCD摄像头于成像区间35内拍摄，激光测距仪测量其至被测物体 40之间的距离，发射探头31与接收探头32于被测物体40的表面有一聚焦点 36，成像器33到聚焦点36的距离设定为D，D也为成像器33的焦距。在CCD 摄像头成像扫描时，激光测距仪进行实时测量，在实时监测的值偏离设定值时，机械臂20进行调整，以使成像器33到聚焦点36的距离D保持不变。

在一个实施例中，所述机械臂20为六轴联动机械臂20。

在一个实施例中，所述成像装置100还包括用于固定所述被测物体40的支撑架60，所述支撑架60包括底座以及一端连接所述底座的支撑杆，所述支撑杆的另一端连接所述被测物体40。

可选地，支撑架60与被测物体40接触的边缘设有标示圆点，标示圆点用于定位成像探头30在开始扫描的初始化位置。被测物体40置于样品支架上固定，成像装置100的成像探头30按照着设定的各第二扫描轨迹50进行扫描。

成像探头30的成像扫描过程如下：

S1：初始化，通过控制程序将机械臂20移动至支撑架60上的标示圆点，由于标示圆点位于支撑架60上，利用CCD摄像头和激光测距仪，机械臂20通过校准程序，调节成像探头30，使成像探头30到标示圆点的垂直距离为预定值，该预定值等于D。由于标示圆点为标准的圆形，其外形和尺寸固定，所以通过 CCD摄像头采集的标示圆点的实时图像与标准的标示圆点的位置对比并调节机械臂20，精准的进行扫描初始化。

请参阅图3，实线圆72为CCD摄像头采集到的标示圆点的实时图像，虚线圆71为绘制的标准的标示圆点，位于显示屏幕的中心位置，通过调整机械臂 20的移动，使实线圆与虚线圆重合，即完成了扫描初始化。

S2：设定机械臂20的各第二扫描轨迹50及水平转台10的第一扫描轨迹。机械臂20驱动成像探头30于各第二成像工位上完成一个第二扫描轨迹50的扫描，水平转台10前进一个第一成像工位，然后成像探头30再进行扫描，重复上述过程直至完成整个扫描，扫描过程中，成像探头30的运行轨迹的圆心保持不变，各第二扫描轨迹50组成球形的扫描球51。

S3：请参阅图4，开启CCD摄像头，获取被测物体40的光学图片信息，同时开启激光测距仪，测量成像探头30到被测物体40表面的距离，并使成像器 33与被测物体40之间的距离为D。扫描过程中，成像探头30到扫描球51的球心的距离H保持不变，机械臂20每移动一个第二成像工位，采集一次数据，并将数据实时输送至服务器，并在服务器中进行被测物体40的立体模型绘制。

S4：预扫描结束，扫描复位。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种成像装置，用于对被测物体进行成像，其特征在于，所述成像装置包括：

成像探头，用于向所述被测物体发射太赫兹波并接收从所述被测物体反射回的所述太赫兹波且对所述被测物体进行摄像；

水平转台，平铺设置且沿第一扫描轨迹绕所述被测物体圆周转动，所述第一扫描轨迹上间隔设置有多个第一成像工位；以及

机械臂，所述机械臂的一端连接所述水平转台，所述机械臂的另一端连接所述成像探头，所述机械臂用于驱动所述成像探头于各所述第一成像工位分别沿一第二扫描轨迹绕所述被测物体圆周转动；

其中，各所述第二扫描轨迹所确定的平面均垂直所述第一扫描轨迹所确定的平面。

2.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于：所述第二扫描轨迹上间隔设置有多个第二成像工位，所述成像探头于各所述第二成像工位处对所述被测物体进行扫描成像。

3.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于：所述成像探头包括向所述被测物体发射所述太赫兹波的发射探头、接收经所述被测物体所反射的所述太赫兹波的接收探头以及用于对所述被测体进行摄像的成像器。

4.如权利要求3所述的成像装置，其特征在于：所述发射探头与所述接收探头相对所述成像器镜像设置，且所述发射探头的轴向与所述接收探头的轴向之间的夹角呈预设值设置。

5.如权利要求3所述的成像装置，其特征在于：所述成像器为CCD摄像头。

6.如权利要求3所述的成像装置，其特征在于：所述成像装置还包括连接所述成像器的测距器，所述测距器用于探测所述成像器对所述被测物体的拍摄距离，以使所述拍摄距离保持为预定值。

7.如权利要求6所述的成像装置，其特征在于：所述测距器为激光测距仪。

8.如权利要求1-7任意一项所述成像装置，其特征在于：所述机械臂为六轴联动机械臂。

9.如权利要求1-7任意一项所述成像装置，其特征在于：所述成像装置还包括用于固定所述被测物体的支撑架。

10.如权利要求9所述的成像装置，其特征在于：所述支撑架包括底座以及一端连接所述底座的支撑杆，所述支撑杆的另一端连接所述被测物体。

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