单相机三维影像测量仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种单相机三维影像测量仪，其包括：透明载物台，用于承载待测物品；照相装置，配置成拍摄待测物品的影像；以及光路折转装置，包括多个具有反射和/或透射功能的镜片，以将待测物品底表面的影像和侧表面的影像分别经由第一光路和第二光路传送至所述照相装置。本实用新型专利技术不但能够实现待测物品三维影像的采集，而且减少了照相装置的数量、省去了复杂的运动机构，从而简化了单相机三维影像测量仪的结构、大幅度地降低了成本。同时，由于本实用新型专利技术的照相装置无需大范围移动，因此提高了单相机三维影像测量仪的影像采集效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及影像采集测量技术，特别是涉及一种单相机三维影像测量仪。
技术介绍
现有的影像测量仪一般只能做二维影像尺寸测量，三维空间尺寸的测量技术还不成熟。目前，传统的能够实现三维影像测量的方式大致有三种：第一种方式，通过设置多个相机对应采集物品多个侧面的影像。这种影像测量仪的结构相当复杂，体积较大，且成本较高。第二种方式，通过设置单台相机，并使相机运动至不同位置以采集物品不同侧面的影像；或者在普通二维影像测量仪上加装接触式传感器实现另一个维度的测量。这种影像测量仪的结构也相当复杂，测量效率和测量精度较低。第三种方式，使用结构光法，即向待测曲面投射预设的图案，通过分析图案的变形量得到曲面的三维尺寸信息。然而，这种方式通常只应用于曲面，对于相互垂直的两个面缺乏应用性；且该方式只抽检了投射图案线所覆盖的部分的尺寸，不能实现尺寸的全面测量，也不能实现三维外观的检测。特别地，为保证此类影像测量仪正常工作或具有适当的测量精度，不但需要将镜片可靠、精确地安装在预定位置，而且还要保证在安装过程中镜片不会受力变形。然而在本技术之前，现有技术的各种镜片安装方式均不能很好地满足影像测量仪中镜片的较高形位精度要求。可以说，为影像测量仪中的镜片提供一种可保证其具有较高形位精度的适当安装方式是本领域技术人员长期以来一直渴望解决但始终没有成功解决的一项技术难题。此外，在影像测量仪运输过程中出现的颠簸、震动等也可能对镜片的形位精度造成不利影响，甚至可能导致镜片破裂。因而，现有技术通常是在影像测量仪运到目的地(例如客户现场)后再将镜片安装至影像测量仪，不但安装过程复杂，操作难度较大，且售后的人工成本很高。可以说，为影像测量仪中的镜片提供一种适当的安装方式避免其在运输过程中出现变形、移位或破裂等也一直是本领域技术人员长期以来渴望解决但始终没有成功解决的技术难题。
技术实现思路
本技术的一个目的旨在克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种结构简单、成本较低、采集效率较高的单相机三维影像测量仪。本技术的另一个目的是保证单相机三维影像测量仪的测量精度。本技术的又一个目的是提高单相机三维影像测量仪的镜片抗震能力，避免镜片在运输过程中损毁。为了实现上述目的，本技术提供一种单相机三维影像测量仪，包括：用于承载待测物品的透明载物台；照相装置，配置成拍摄待测物品的影像；以及光路折转装置，包括多个具有反射和/或透射功能的镜片，以将待测物品底表面的影像和侧表面的影像分别经由第一光路和第二光路传送至所述照相装置。可选地，多个所述镜片包括第一反射镜、第二反射镜和一个半反半透镜，且配置成使得：待测物品侧表面的影像经所述第一反射镜反射后再经所述半反半透镜反射进入所述照相装置，待测物品底表面的影像经所述第二反射镜反射后透过所述半反半透镜进入所述照相装置；或者待测物品侧表面的影像经所述第一反射镜反射后透过所述半反半透镜进入所述照相装置，待测物品底表面的影像经所述第二反射镜反射后再经所述半反半透镜反射进入所述照相装置；或者待测物品侧表面的影像经过所述第一反射镜反射后再经所述第二反射镜反射最后经所述半反半透镜反射进入所述照相装置，待测物品底表面的影像直接透过所述半反半透镜进入所述照相装置；或者待测物品侧表面的影像直接透过所述半反半透镜进入所述照相装置，待测物品底表面的影像经过所述第二反射镜反射后再经所述第一反射镜反射最后经所述半反半透镜反射进入所述照相装置。可选地，所述透明载物台、所述照相装置以及多个所述镜片的相对位置布置成使得待测物品的底表面和侧表面均处于所述照相装置的景深中。可选地，所述透明载物台的内侧上部边缘处于所述照相装置的景深中，其中所述透明载物台的内侧为与待测物品侧表面的背光源相背离的一侧。可选地，所述单相机三维影像测量仪还包括：由至少一块壁板制成的镜片固定座，所述壁板中开设有多个固定槽，每个所述固定槽中均设有一个弹性压紧机构，以利用所述弹性压紧机构的弹力将伸入该固定槽中的所述镜片的边缘部压紧固定。可选地，所述弹性压紧机构包括至少一个用于提供弹力的弹性件以及在所述弹性件的作用下直接或间接地抵压所述镜片的压块。可选地，所述压块的用于抵压所述镜片的表面上设置有柔性垫片。可选地，每个所述固定槽的外侧均设有一挡板，以遮蔽位于该固定槽中的弹性压紧机构、以及边缘部伸入该固定槽中的所述镜片，并对所述镜片进行限位；其中每个所述固定槽的外侧为该固定槽所在壁板的外侧。可选地，所述单相机三维影像测量仪还包括：图像分析处理装置，配置成对所述照相装置拍摄的影像进行识别、计算，以获得待测物品的三维尺寸。本技术的单相机三维影像测量仪通过透明载物台承载物品，物品底表面的影像能够透过透明载物台直接射向光路折转装置，进而通过光路折转装置传送至照相装置，由此，可获得待测物品的底表面的影像，有利于待测物品的放置和镜片的布置。并且，本技术仅仅利用具有多个镜片的光路折转装置即可将待测物品底表面的影像和侧表面的影像传送至同一个照相装置，不但能够实现待测物品三维影像的采集，而且相比于现有技术来说减少了照相装置的数量、省去了复杂的运动机构，从而简化了影像测量仪的结构、大幅度地降低了成本。同时，由于本技术的照相装置无需大范围移动，因此提高了影像测量仪的影像采集效率。进一步地，由于本技术的光路折转装置可包括两个反射镜和一个半反半透镜，因此待测物品底表面和侧表面的影像可通过这三个镜片之间形成的多种光路传送至照相装置。即上述三个镜片的布置并不拘泥于一种形式，从而提高了镜片布置的灵活性，进而为简化单相机三维影像测量仪的结构提供多种选择。进一步地，由于本技术的单相机三维影像测量仪包括由至少一块壁板制成的镜片固定座，其壁板中开设有固定槽，固定槽中设有弹性压紧机构，因此，可利用弹性压紧机构的弹力将伸入该固定槽中的镜片边缘部压紧，以对镜片进行稳定可靠的弹性固定。当在运输、搬运等过程中出现颠簸、震动等情况时，弹性压紧机构能够对镜片受到的作用力进行缓冲，以避免镜片因受力过大而损毁，从而提高了镜片的抗震能力，避免其损毁。在颠簸、震动等情况消失后，弹性压紧机构的弹性恢复力又能够保证镜片恢复至其初始设定的位置，由此，可确保镜片之间的相对位置保持不变，并保证每个镜片的位置精度，从而保证了单相机三维影像测量仪的测量精度。进一步地，由于本技术利用弹性压紧机构对镜片进行弹性压紧固定，因此，可在装配单相机三维影像测量仪的过程中组装镜片，操作简便，有利于镜片的安装。根据下文结合附图对本技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本技术一个实施例的单相机三维影像测量仪的示意性结构图；图2是根据本技术一个实施例的单相机三维影像测量仪的示意性结构框图；图3是根据本技术一个实施例的单相机三维影像测量仪的示意性光路图；图4是根据本技术另一个实施例的单相机三维影像测量仪的示意性光路图；图5是根据本技术又一个实施例的单相机三维影像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相机三维影像测量仪，其特征在于，包括：用于承载待测物品的透明载物台；照相装置，配置成拍摄待测物品的影像；以及光路折转装置，包括多个具有反射和/或透射功能的镜片，以将待测物品底表面的影像和侧表面的影像分别经由第一光路和第二光路传送至所述照相装置。

【技术特征摘要】
2015.06.10 CN 20151031304441.一种单相机三维影像测量仪，其特征在于，包括：用于承载待测物品的透明载物台；照相装置，配置成拍摄待测物品的影像；以及光路折转装置，包括多个具有反射和/或透射功能的镜片，以将待测物品底表面的影像和侧表面的影像分别经由第一光路和第二光路传送至所述照相装置。2.根据权利要求1所述的单相机三维影像测量仪，其特征在于，多个所述镜片包括第一反射镜、第二反射镜和一个半反半透镜，且配置成使得：待测物品侧表面的影像经所述第一反射镜反射后再经所述半反半透镜反射进入所述照相装置，待测物品底表面的影像经所述第二反射镜反射后透过所述半反半透镜进入所述照相装置；或者待测物品侧表面的影像经所述第一反射镜反射后透过所述半反半透镜进入所述照相装置，待测物品底表面的影像经所述第二反射镜反射后再经所述半反半透镜反射进入所述照相装置；或者待测物品侧表面的影像经过所述第一反射镜反射后再经所述第二反射镜反射最后经所述半反半透镜反射进入所述照相装置，待测物品底表面的影像直接透过所述半反半透镜进入所述照相装置；或者待测物品侧表面的影像直接透过所述半反半透镜进入所述照相装置，待测物品底表面的影像经过所述第二反射镜反射后再经所述第一反射镜反射最后经所述半反半透镜反射进入所述照相装置。3.根据权利要求1所述的单相机三维影像测...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔凯翔，陈明，杨玉杰，凌云，
申请(专利权)人：北京领邦仪器技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11