一种基于线结构光的三维视觉回转式测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于线结构光的三维视觉回转式测量系统，包括：工作台；控制系统；设置在所述工作台上的回转平台组件；以及环绕设置在所述回转平台组件外周的尺寸测量装置，其中，所述尺寸测量装置包括顺时针依次环绕设置的第一尺寸测量装置、以及至少两个第二尺寸测量装置，所述回转平台组件与尺寸测量装置分别与所述控制系统电连接。本实用新型专利技术具有确保在保证测量精度的前提下尽可能地测量效率，同时能解决现阶段系统体积过大及测量误差过高的问题的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种非接触式视觉成像尺寸测量系统，更具体地，涉及一种基于线结构光的三维视觉回转式测量系统。
技术介绍
非接触式尺寸测量系统以光电、电磁、超声波等技术为基础，在仪器的测量元件不与被测物体表面接触的情况下，即可获得被测物体的各种外表或内在的尺寸数据特征。非接触式尺寸测量系统与传统的接触式测距系统相比精度更高、操作更方便、安全系数更高、洁净度高、测量过程中对被测物的污染程度小，从而被应用于工业生产及科学研究的多个领域。典型的非接触式尺寸测量方法如激光三角法、电涡流法、超声测量法、视觉成像测量法、超声波测量法等等，其中视觉成像测量法是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS相机和CCD相机两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作，在测量缺陷和防止缺陷产品被配送到消费者的功能方面具有不可估量的价值。线结构光三维视觉在景物或物体的三维视觉成像信息提取中占有重要地位，它以其大量程、大视场、较高的精度、光纹信息提取简单、实时性强和主动受控等特点，在三维物体重建、工业视觉测量和机器人自主导引中得到了愈来愈广泛的应用。线结构光三维视觉测量是基于光学三角法原理，采用的是激光照明的线结构光传感器，通过把一片状激光束投射到被测物体表面，在物体表面形成一投射亮线，从与投影方向不同的另一个方向观察该线，由于受到物体高度的调制，该亮线发生变形，通过对像面上亮线像坐标的计算可以得到物面上一个剖面的高度数据。如果再加上一维扫描就可以得到三维面形分布，便可以重现物体表面形廓，构成三维视觉。目前，线结构光三维视觉测量系统功能单一，测量系统体积占用过大，如果想要获取目标的整体空间坐标，例如对于结构复杂，特别是具有曲面尺寸特征的结构，则需要在多个视角中对其进行测量，把在多视角下测量的目标进行三维数据的配准，将其转换到同一坐标系下，并将配准后冗余的三维数据重新进行插值计算，生成覆盖物体整个表面的网格点，由于在两个视角下获得的数据有部分重叠，因此经坐标转换后形成的三维数据点集有大量的冗余数据，数据量大则数值分析花费时间过多，并且需要反复装卸待测物件，从而导致测量过程效率低下并且反复拆卸容易导致待测物件表面损伤。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本技术的目的是提供一种基于线结构光的三维视觉回转式测量系统，对现有的非接触式视觉成像尺寸测量系统进行优化改进，确保在保证测量精度的前提下尽可能地测量效率，同时能解决现阶段系统体积过大及测量误差过高的问题。为了实现根据本技术的这些目的和其他优点，提供了一种基于线结构光的三维视觉回转式测量系统，其特征在于，包括：工作台；控制系统；设置在所述工作台上的回转平台组件；以及环绕设置在所述回转平台组件外周的尺寸测量装置，其中，所述尺寸测量装置包括顺时针依次环绕设置的第一尺寸测量装置、以及至少两个第二尺寸测量装置，所述回转平台组件与尺寸测量装置分别与所述控制系统电连接。优选的是，所述回转平台组件包括圆盘状的回转盘、至少五个等间距地设置在所述回转盘的径向且呈放射状分布的待测物固定槽、以及安装在所述回转盘下表面用于驱动所述回转盘旋转的传动机构。优选的是，所述第一尺寸测量装置包括驱动器、竖直设置且在所述驱动器的驱动下可绕其轴线旋转的支撑圆柱、以及与所述支撑圆柱固接的CMOS相机。优选的是，所述第二尺寸测量装置包括机架、设于所述机架上的水平位置调整机构、设于所述水平位置调整机构上的竖直位置调整机构、以及设于所述竖直位置调整机构上的CMOS相机。优选的是，所述第二尺寸测量装置的数目为三个，所述待测物固定槽的数目为六个，其中至少一个所述第二尺寸测量装置中设有激光发射器，所述激光发射器设置在所述第二尺寸测量装置的CMOS相机的下方旁侧。优选的是，所述CMOS相机的镜头下方均设有环形光源。优选的是，所述第一尺寸测量装置的CMOS相机与第二尺寸测量装置的CMOS相机的镜头正下方均相对应地设置有待测物固定槽。优选的是，所述工作台上还设有料盘组件，所述料盘组件包括待测品料盘、合格品料盘与不合格品料盘。本技术与现有技术相比，其有益效果是：1.由于所述尺寸测量装置环绕设置在所述回转平台组件的外周，所述尺寸测量装置包括顺时针依次环绕设置的第一尺寸测量装置、以及至少两个第二尺寸测量装置，从而使得大大缩小了系统占用体积，此外流水线式的测量方式使得连续不间断地测量多尺寸成为可能；2.由于所述回转平台组件包括圆盘状的回转盘、至少五个等间距地设置在所述回转盘的径向且呈放射状分布的待测物固定槽、以及安装在所述回转盘下表面用于驱动所述回转盘旋转的传动机构，从而使得在所述传动机构的驱动下，所述待测物固定槽可随所述回转盘的旋转而旋转；3.由于所述第一尺寸测量装置包括驱动器、竖直设置且在所述驱动器的驱动下可绕其轴线旋转的支撑圆柱、以及与所述支撑圆柱固接的CMOS相机，从而使得所述第一尺寸测量装置的CMOS相机可在驱动器的驱动作用下绕支撑圆柱旋转，从而完成水平方向的位置调整；4.由于所述第二尺寸测量装置包括机架、设于所述机架上的水平位置调整机构、设于所述水平位置调整机构上的竖直位置调整机构、以及设于所述竖直位置调整机构上的CMOS相机，从而使得第二尺寸测量装置的CMOS相机可在所述水平位置调整机构及竖直位置调整机构的作用下完成水平及竖直方向的位置调整；5.由于所述激光发射器设置在所述第二尺寸测量装置的CMOS相机的下方旁侧，从而可实现系统的激光三角法测量功能；6.由于所述CMOS相机的镜头下方均设有环形光源，使得可通过环形光源对待测物表面进行补光，从而获得成像效果较好的尺寸照片，提高测量精度，减少测量误差。本技术的其他优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是根据本技术的基于线结构光的三维视觉回转式测量系统的一实施例的轴测图；图2是根据本技术的基于线结构光的三维视觉回转式测量系统的一实施例除去壳体后的轴测图；图3是根据本技术的基于线结构光的三维视觉回转式测量系统的一实施例除去壳体后的正视图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于线结构光的三维视觉回转式测量系统，其特征在于，包括：工作台；控制系统；设置在所述工作台上的回转平台组件；以及环绕设置在所述回转平台组件外周的尺寸测量装置，其中，所述尺寸测量装置包括顺时针依次环绕设置的第一尺寸测量装置、以及至少两个第二尺寸测量装置，所述回转平台组件与尺寸测量装置分别与所述控制系统电连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于线结构光的三维视觉回转式测量系统，其特征在于，包括：
工作台；
控制系统；
设置在所述工作台上的回转平台组件；以及
环绕设置在所述回转平台组件外周的尺寸测量装置，
其中，所述尺寸测量装置包括顺时针依次环绕设置的第一尺寸测量装置、以
及至少两个第二尺寸测量装置，所述回转平台组件与尺寸测量装置分别与所
述控制系统电连接。
2.如权利要求1所述的基于线结构光的三维视觉回转式测量系统，其特
征在于，所述回转平台组件包括圆盘状的回转盘、至少五个等间距地设置在
所述回转盘的径向且呈放射状分布的待测物固定槽、以及安装在所述回转盘
下表面用于驱动所述回转盘旋转的传动机构。
3.如权利要求2所述的基于线结构光的三维视觉回转式测量系统，其特
征在于，所述第一尺寸测量装置包括驱动器、竖直设置且在所述驱动器的驱
动下可绕其轴线旋转的支撑圆柱、以及与所述支撑圆柱固接的CMOS相机。
4.如权利要求3所述的基于线结构光的三维视觉回转式测量系统，其特
征在于，所述第二尺寸测量装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴加富，缪磊，王彬，
申请(专利权)人：苏州富强科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32