TWI534451B - 3d雷射定位儀 - Google Patents

3d雷射定位儀 Download PDF

Info

Publication number
TWI534451B
TWI534451B TW101115062A TW101115062A TWI534451B TW I534451 B TWI534451 B TW I534451B TW 101115062 A TW101115062 A TW 101115062A TW 101115062 A TW101115062 A TW 101115062A TW I534451 B TWI534451 B TW I534451B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser locator
light
image sensor
scanning device
laser
Prior art date
Application number
TW101115062A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201344229A (zh
Inventor
余振宇
Original Assignee
鴻海精密工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 鴻海精密工業股份有限公司 filed Critical 鴻海精密工業股份有限公司
Priority to TW101115062A priority Critical patent/TWI534451B/zh
Priority to US13/594,844 priority patent/US8860929B2/en
Publication of TW201344229A publication Critical patent/TW201344229A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI534451B publication Critical patent/TWI534451B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08—Use of electric radiation detectors
    • G01C3/085—Use of electric radiation detectors with electronic parallax measurement

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

3D雷射定位儀
本發明涉及一種3D雷射定位儀。
目前的雷射定位儀一般包括點光源、鏡頭以及其他相關結構，由於點光源只能發出一條光線，並且鏡頭模組是固定不動，故，雷射定位儀一般只能對物體進行一維定位，而不能進行二維或三維定位。
有鑒於此，有必要提供一種可三維定位的3D雷射定位儀。
一種3D雷射定位儀，用來對一物體進行定位，所述3D雷射定位儀包括：掃描裝置，相對所述物體可轉動；點光源，用來發出具有一預定圖案的光線，所述光線經所述掃描裝置投射到所述物體的不同位置上以掃描所述物體；影像感測器，用來接收被所述物體反射的光線並成像；以及控制器，用來控制所述掃描裝置的轉動角度並根據所述影像感測器上的圖像得知所述物體的空間位置。
與先前技術相比，本發明實施例的3D雷射定位儀通過可以轉動的掃描裝置將點光源發出的光投射到物體的不同位置上，被物體反射的光線在影像感測器上成像，控制器根據影像感測器上的影像分析得出物體的空間位置，從而可以對物體進行三維定位。
10‧‧‧3D雷射定位儀
11‧‧‧驅動電路
12‧‧‧點光源
13‧‧‧掃描裝置
130‧‧‧矽基板
131‧‧‧鏡頭模組
132‧‧‧致動器
14‧‧‧單色濾鏡
15‧‧‧影像感測器
16‧‧‧控制器
20‧‧‧物體
L1、L2‧‧‧光線
圖1是本發明實施例3D雷射定位儀的示意圖。
圖2是圖1中掃描裝置的示意圖。
下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
請參閱圖1及圖2，本發明實施例的3D雷射定位儀10包括驅動電路11、點光源12、掃描裝置13、單色濾鏡14、影像感測器15和控制器16。
驅動電路11用來驅動點光源12發出波長為635奈米、905奈米或1540奈米的光線，點光源12可以為發光二極體(LED，light-emitting diode)或鐳射二極體(LD，laser diode)。 點光源12發出的光線具有預定圖案，預定圖案投射到物體20上形成光斑，例如，預定圖案的形狀可以為圓形、橢圓形、三角形或方形等各種包含長度和寬度訊息的形狀。
掃描裝置13包括矽基板130以及設置在矽基板130上的鏡頭模組131和四個致動器132。四個致動器132圍繞鏡頭模組131設置，致動器132與鏡頭模組131相連以將鏡頭模組131懸吊在矽基板130位於致動器132之間的位置上。
致動器132的工作狀態受控制器16的控制，控制器16輸出控制器訊號以控制致動器132工作以使致動器132可以驅動鏡頭模組131轉動，例如，相對的兩個致動器132驅動鏡頭模組131繞x軸旋轉，另外相對的兩個致動器132驅動鏡頭模組131繞y軸轉動，換言之，兩個致動器132設置在x軸上，另外兩個致動器132設 置在y軸上。
轉動的掃描裝置13可以使點光源12發出的單一條光線L1投射到物體20的不同位置上從而可以實現3D雷射定位儀10在一條光線的條件對物體20進行掃描，並且在物體20處於不同位置時，同樣可以投射到物體20上也可以使3D雷射定位儀10實現在一條光線的條件對物體20進行掃描。
致動器132可以是微型液壓馬達、微型步進馬達或者壓電驅動器。
投射到物體20上的光線被反射後，反射光線L2經過單色濾鏡14被影像感測器15所接收，光線在影像感測器15上成像，物體20的不同部位或不同位置的物體20上的同一點上的光斑在影像感測器15上形成的圖像具有不同的形狀並位於影像感測器15不同的位置，控制器16根據影像感測器15上光斑的形狀可以分析得出物體20的空間訊息，例如，利用傅立葉變換提取影像中的關於物體20的深度訊息。由於物體20對投射到其上的光線L1產生了空間調制，改變了L1預定圖案的形狀，故，通過傅立葉變換可以提取出物體20對應光線L1的空間訊息。
當然，由於點光源12發出的光的波長已經比較單一，故，單色濾鏡14也可以不需要。
影像感測器15可以為CCD(charged coupled device)感測器或CMOS(complementary metal oxide semiconductor)感測器。
單色濾鏡14允許通過的光線的波長對應點光源12發出的光線的波長，例如，當點光源12發出光的波長為635奈米時，單色濾鏡14 允許635奈米的光線通過，而其他波長的光無法通過。
上述3D雷射定位儀10通過可以轉動的掃描裝置13將點光源12發出的光投射到物體20的不同位置上以對物體20進行掃描，被物體20反射的光線在影像感測器15上成像，控制器16根據影像感測器15上的影像分析得出物體20的空間位置，從而可以對物體20進行三維定位。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧3D雷射定位儀
11‧‧‧驅動電路
12‧‧‧點光源
13‧‧‧掃描裝置
14‧‧‧單色濾鏡
15‧‧‧影像感測器
16‧‧‧控制器
20‧‧‧物體
L1、L2‧‧‧光線

Claims (8)

  1. 一種3D雷射定位儀，用來對一物體進行定位，所述3D雷射定位儀包括：掃描裝置，所述掃描裝置包括鏡頭模組和四個致動器，所述四個致動器等間距連接於所述鏡頭模組周圍以驅動所述鏡頭模組相對所述物體轉動；點光源，用來發出具有一預定圖案的光線，所述光線經所述掃描裝置投射到所述物體的不同位置上以掃描所述物體；影像感測器，用來接收被所述物體反射的光線並成像；以及控制器，用來控制所述掃描裝置的轉動角度並根據所述影像感測器上的圖像得知所述物體的空間位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之3D雷射定位儀，其中，所述3D雷射定位儀進一步包括一個單色濾鏡，所述一物體反射的光線經過所述單色濾鏡後被所述影像感測器接收。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之3D雷射定位儀，其中，所述掃描裝置進一步包括一矽基板，所述致動器設置在所述矽基板上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之3D雷射定位儀，其中，所述點光源發出的光線的波長為635奈米、905奈米或1540奈米。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之3D雷射定位儀，其中，所述點光源為發光二極體或鐳射二極體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之3D雷射定位儀，其中，所述3D雷射定位儀進一步包括一驅動電路，用來驅動所述點光源發光。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之3D雷射定位儀，其中，所述致動器為微型液壓馬達、微型步進馬達或壓電馬達。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之3D雷射定位儀，其中，所述影像感測器為CCD感測器或CMOS感測器。
TW101115062A 2012-04-27 2012-04-27 3d雷射定位儀 TWI534451B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101115062A TWI534451B (zh) 2012-04-27 2012-04-27 3d雷射定位儀
US13/594,844 US8860929B2 (en) 2012-04-27 2012-08-26 High precise laser rangefinder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101115062A TWI534451B (zh) 2012-04-27 2012-04-27 3d雷射定位儀

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201344229A TW201344229A (zh) 2013-11-01
TWI534451B true TWI534451B (zh) 2016-05-21

Family

ID=49477001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101115062A TWI534451B (zh) 2012-04-27 2012-04-27 3d雷射定位儀

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8860929B2 (zh)
TW (1) TWI534451B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI734947B (zh) * 2019-01-07 2021-08-01 財團法人國家實驗研究院 多功能用途與快速之可攜式雷射標印定位裝置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106526609B (zh) * 2016-12-15 2023-08-01 深圳市迈测科技股份有限公司 激光测距系统、装置、组合装置及方法
DE102017130012A1 (de) 2017-12-14 2019-06-19 Arnold & Richter Cine Technik Gmbh & Co. Betriebs Kg Kamerasystem mit laserbasiertem Rangefinder
CN113324538B (zh) * 2021-05-08 2022-10-21 中国科学院光电技术研究所 一种合作目标远距离高精度六自由度位姿测量方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60128304A (ja) * 1983-12-15 1985-07-09 Nippon Tsushin Gijutsu Kk 溶接機計測ヘツド

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI734947B (zh) * 2019-01-07 2021-08-01 財團法人國家實驗研究院 多功能用途與快速之可攜式雷射標印定位裝置

Also Published As

Publication number Publication date
US20130286375A1 (en) 2013-10-31
TW201344229A (zh) 2013-11-01
US8860929B2 (en) 2014-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7400413B2 (en) Three-dimensional shape measuring apparatus using shadow moire
TWI534451B (zh) 3d雷射定位儀
JP2014150264A5 (zh)
JP2015006694A5 (zh)
JP6176957B2 (ja) 形状測定装置
TWI637143B (zh) Bump detection device
JP2006201476A5 (zh)
JP2009176276A (ja) 散乱光を使用して光ナビゲーションを実行するためのシステムおよび方法
JP6748984B2 (ja) 距離計測装置及び移動体
JP2020001109A (ja) ロボット制御装置およびロボットシステム
JP2015070214A5 (zh)
US10852128B2 (en) Shape measuring apparatus
TWI647739B (zh) 圖案形成裝置及圖案形成方法
JP2017038042A (ja) インプリント装置、および物品の製造方法
JP2015190826A (ja) 基板検査装置
KR101035895B1 (ko) 3차원형상 측정장치
TW201441670A (zh) 鏡頭模組檢測裝置
KR100449175B1 (ko) 광학식 2차원 및 3차원 형상 측정 시스템
JP2020034619A (ja) 露光装置
TWI619926B (zh) 一種重構目標表面的三維輪廓的裝置和方法
JP7022661B2 (ja) 形状測定装置および形状測定方法
JP6626552B1 (ja) マルチ画像プロジェクタ及びマルチ画像プロジェクタを有する電子デバイス
JP2009142902A (ja) ロボットハンドの制御装置
CN103376096A (zh) 3d激光定位仪
JP2020159732A (ja) 三次元計測方法、三次元計測装置およびロボットシステム

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees