專利名稱：一種逆向測量立體視角切換方法及立體視角切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于逆向工程測量技術(shù)，具體涉及一種逆向測量立體視角切換方法 及立體視角切換裝置。
背景技術(shù)：
逆向工程在精密制造業(yè)中應用極為為廣泛，是快速實現(xiàn)從樣板到三維模 型，從三維模型到產(chǎn)品的方法。逆向工程包括快速反求、快速成型、快速模具 制造以及數(shù)控加工等諸多環(huán)節(jié)。其中快速反求又包括數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)處理、三 維重建和模型評價等環(huán)節(jié)。
數(shù)據(jù)測量根據(jù)測量原理的不同，可分為接觸數(shù)據(jù)測量和非接觸數(shù)據(jù)測量。 基于非接觸的逆向數(shù)據(jù)測量，是通過光學測量來實現(xiàn)的，測量機發(fā)出莫爾文光 到被測物表面，通過攝像頭采集實物表面三維離散數(shù)據(jù)，并反饋到計算機進行 儲存。非接觸式測量方式在測量過程中沒有測頭接觸被測表面，避免了測頭或 被測表面的損傷和測頭半徑的補償，不僅速度快，而且自動化程度高，適用于 各種軟硬材料的各類復雜曲面模型的微觀或宏觀部位的三維高速測量，因此在 很多工程中和科學研究中都采用這種測量方法。
非接觸測量時，通過移動測量機對被測物進行掃描，完成一次掃描后，獲 得的離散數(shù)據(jù)被保存到計算機中，計算機通過識別標志點，對掃描過的數(shù)據(jù)進 行拼接，直至測量完成。在非接觸測量過程中，為了獲得被測物的最佳掃描角 度，往往需要不斷的調(diào)整測量機或者搬動被測物，以獲得最佳掃描角度；然而 當直接移動容易變形或體積較重的被測物時，不僅對測量人員的測量經(jīng)驗和體 力提出了更高的要求，而且容易導致數(shù)據(jù)分層現(xiàn)象，數(shù)據(jù)分層是指前一次獲得 的被測物的三維數(shù)據(jù)與后一次獲得的被測物的三維數(shù)據(jù)不重合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種逆向測量立 體視角切換方法，本發(fā)明的切換方法簡單便捷，省時省力易于實施。 本發(fā)明的目的還在于提供了一種立體視角切換裝置。
本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn) 一種立體視角切換裝置，包括切換平臺TO換平臺通il^m機構(gòu)與7^座活動連接，所述切換平臺上涂有黑色 不反光涂層，所述支撐機構(gòu)包括，用于旋轉(zhuǎn)切換平臺的旋轉(zhuǎn)桿、用于升降切換 平臺的升降桿，所述旋轉(zhuǎn)桿與升降桿活動連接，所述切換平臺上放置被測物， 所述黑色不反光涂層為黑色油漆涂層。
所述旋轉(zhuǎn)桿上設置有控制旋轉(zhuǎn)桿周向旋轉(zhuǎn)的操作桿，所述升降桿的外部還 套設有導向套，在導向套上設置有控制升降桿上升或下降的操作手柄。
所述導向套上還設置有升降桿的鎖定銷；所述升降桿上設置有刻度尺；所 述切換平臺與旋轉(zhuǎn)桿之間設置有加強桿，加強桿的一端連接切換平臺的底面， 另一端連接旋轉(zhuǎn)桿的中部；所述底座還包括支撐腳和安裝在支撐腳端部的滾 輪，所述滾輪上設置有止動扣。
一種逆向測量立體視角切換方法，包括如下步驟
步驟一、在被測物上噴涂顯影劑，待顯影劑干燥后，貼上標志點，將被測 物置于立體視角切換裝置的涂有黑色不反光涂層的切換平臺上；
步驟二、確定測量機的攝像頭與被測物之間的焦距，具體是先通過調(diào)整 切換平臺升降桿的上升或下降，以確定切換平臺的高度，然后微調(diào)測量機的高 度；
步驟三、確定測量機的攝像頭與被測物之間的焦距后，通過平移或者旋轉(zhuǎn) 所述切換平臺，對被測物進行平移視角或者旋轉(zhuǎn)視角測量；
步驟四、在對被測物進行平移視角或者旋轉(zhuǎn)視角測量的過程中，如果被測 物先后被拍攝的兩個表面，分別至測量機攝像頭之間的距離不相等時，則需將 這兩個被拍攝的表面分次進行拍攝，即拍攝完其中一個表面后，重新調(diào)整測量 機攝像頭與另一個表面之間的焦距后，再進行拍攝，直至獲取被測物的全部 三維數(shù)據(jù)。
所述步驟四中，在對被測物進行分次拍攝的過程中，以調(diào)整切換平臺的高 度為主，微調(diào)測試機的高度為輔。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果(1)因為無需直接轉(zhuǎn)動 被測物本身或者搬動測量機，就能通過旋轉(zhuǎn)、平移或升降切換平臺使被測物能 夠快速獲得最佳測量角度；(2)避免了人工搬動被測物或者測量機，降低了測 量人員對體力和測量經(jīng)驗的要求；(3)無需挪動被測物，避免了數(shù)據(jù)分層，有 利于提高測量精度；(4)在測量過程中減少了測量機的調(diào)整頻度，有利于緩解 測量機的磨損和消耗，延長使用壽命；(5)本發(fā)明立體視角切換裝置的切換平 臺，通過支撐機構(gòu)可以在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)升降、平移，也可以進行36(T轉(zhuǎn)動， 還可以根據(jù)逆向測量角度的需要，進行任意角度定位，從而獲取最佳測量角度， 且結(jié)構(gòu)簡單緊湊，成本低，便于推廣應用。


圖1是本發(fā)明逆向測量立體視角切換方法的流程示意圖。
圖2是本發(fā)明立體視角切換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明立體視角切換裝置配合逆向測量立體視角切換方法中測量 機使用時的原理示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明的實施方式 不限于此。
實施例
如圖2所示，本發(fā)明的的立體視角切換裝置，包括切換平臺5和底座，該切 換平臺5通過支撐機構(gòu)與底座活動連接，所述支撐機構(gòu)包括用于旋轉(zhuǎn)切換平臺5 的旋轉(zhuǎn)桿4、用于升降切換平臺5的升降桿8，所述旋轉(zhuǎn)桿4與升降桿8之間采用 活動連接，所述切換平臺5的表面為黑色，可通過在其表面涂刷黑色油漆實現(xiàn)。 本立體視角切換裝置用于逆向測量中，測量時，將需要測量的被測物置于切換 平臺5上。
所述旋轉(zhuǎn)桿4上設置有控制旋轉(zhuǎn)桿周向旋轉(zhuǎn)的操作桿3，操作桿3用于控 制旋轉(zhuǎn)桿4的轉(zhuǎn)動，具有止動作用。當操作桿3擰緊時，旋轉(zhuǎn)桿4被鎖住，松 開時，可以左右撥動操作桿3來控制旋轉(zhuǎn)桿4的旋轉(zhuǎn)，使切換平臺5周向旋轉(zhuǎn)。 為了使切換平臺5按照指定的角度精確轉(zhuǎn)動，可在升降桿8上設置刻度尺7， 旋轉(zhuǎn)桿4上設置刻度指示針。
所述升降桿8的外部還套設有導向套11，在導向套ll上設置有控制升降桿 上升或下降的操作手柄2，所述導向套11上還設置有升降桿的鎖定銷9;通過搖 動操作手柄2可以實現(xiàn)切換平臺5的上升或下降，升降桿8表面有螺紋，在鎖定 銷9松開的情況下，操作手柄2和升降桿8之間利用齒輪傳動實現(xiàn)切換平臺5的升 降。當升降桿8上升的高度需要保持不變時，擰緊鎖定銷9就能實現(xiàn)切換平臺5 的高度處于保持不動狀態(tài)。
為了使切換平臺5在負重時能很好地處于均衡受力狀況，保持切換平臺5 的平穩(wěn)，可在切換平臺5與旋轉(zhuǎn)桿4之間設置加強桿6，加強桿6的一端鉸接切換 平臺5的底面，另一端通過螺栓連接旋轉(zhuǎn)桿4的中部，為了使切換平臺5均受力 更加衡，加強桿6的數(shù)量可采用四或者六根，尤其是當被測物較大較重時的作 用較為明顯。所述底座包括了支撐腳10和安裝在支撐腳10端謙的滾輪1，并在滾輪1上設
置止動扣，滾輪l使得本發(fā)明的立體視角切換裝置可以在水平面上平滑移動， 當滾輪l需要移動時，打開止動扣即可，若需要滾輪l保持靜止，閉合止動扣就 能實現(xiàn)。
本發(fā)明的理論依據(jù)是，在被測物12建立標識點的基礎(chǔ)上，通過切換平臺5 的升降、平移或者旋轉(zhuǎn)，被測物12的各個部位發(fā)生的僅僅是相對原來絕對位置 的變化，但相對位置始終沒有變化。
被測物12的各個部位沒有空間相對位置的變化，并不影響處于切換平臺5 上的被測物12的基本尺寸，不會導致被測物12變形，無論切換平臺5是升降、 平移還是旋轉(zhuǎn)，被測物12表面任意連點間的空間距離始終保持不變。
圖3所示，測量機13固定不動，僅需要對立體視角切換裝置進行平移、 旋轉(zhuǎn)或升降進行視角切換，就能完成被測物12的全部數(shù)據(jù)測量。
圖4示出了立體視角切換裝置的機構(gòu)示意圖，圖l示出了逆向測量立體視角 切換方法，包括如下步驟
步驟一、在被測物12上噴涂顯影劑，待顯影劑干燥后，貼上標志點，將被 測物12置于立體視角切換裝置的涂有黑色不反光涂層的切換平臺5上；
步驟二、確定測量機的攝像頭與被測物12之間的焦距，具體是先通過調(diào) 整切換平臺5升降桿8的上升或下降，以確定切換平臺5的高度，然后微調(diào)測量 機13的高度；
步驟三、確定測量機13的攝像頭與被測物12之間的焦距后，通過平移或者 旋轉(zhuǎn)所述切換平臺5，對被測物12進行平移視角或者旋轉(zhuǎn)視角測量；
步驟四、在對被測物12進行平移視角或者旋轉(zhuǎn)視角測量的過程中，如果被 測物12先后被拍攝的兩個表面分別與測量機13攝像頭之間的距離不接近或不 相等時(也就是被測物的高度落差大)，則需將這兩個被拍攝的表面分次進行 拍攝，即拍攝完其中一個表面后，重新調(diào)整測量機攝像頭與另一個表面之間的 焦距后，再進行拍攝，直至獲取被測物12的全部三維數(shù)據(jù)。
上述步驟四中，在對被測物12進行分次拍攝的過程中，以調(diào)整切換平臺5 的高度為主，微調(diào)測試機13的高度為輔。
本逆向測量立體視角切換方法，主張測量時無需搬動測量機13和被測物 12，只需極少次對測量機13高度進行調(diào)整，其它調(diào)整全部實施在被測物12 上，即通過調(diào)整測量裝置的切換平臺5實現(xiàn)。具體說，當被測物12噴涂了顯 影劑、經(jīng)過干燥、貼標簽等過程之后，將被測物12放置立體視角切換裝置的 切換平臺上5 (切換平臺為黑色)，打開測量機13和數(shù)據(jù)處理軟件，對切換平 臺5進行第一次高度調(diào)整，配合對測量機13攝像頭的微調(diào)，將焦距調(diào)至最佳
7距離，如果被測物i2具有非常聽顯m長度和寬度ir莊w^，優(yōu)先對被測物體 12進行平移視角測量，平行移動該立體視角切換裝置，直至平移測量無法提
供更多數(shù)據(jù)，然后對切換平臺5進行旋轉(zhuǎn)，找尋被測物12的其它優(yōu)質(zhì)測量角 度進行測量；也就是說，當測量機13的攝像頭與被測物12之間第一次調(diào)整到 最佳測量狀態(tài)時，對被測物12進行小幅度的以某點為中心的軸向旋轉(zhuǎn)，或者 前后左右平移，如果被測物12先后被拍攝的兩個表面分別與測量機13攝像頭 之間的距離不接近或不相等時，則需將這兩個被拍攝的表面分次進行拍攝，即 拍攝完其中一個表面后，重新調(diào)整測量機攝像頭與另一個表面之間的焦距后， 再進行拍攝，直至獲取被測物12的全部三維數(shù)據(jù)，在這個過程中如有需要， 還可以對測量機13攝像頭高度進行微調(diào)，以滿足測量的需要；如果拍攝的角 度不理想，可以通過旋轉(zhuǎn)任意角度或者平移切換平臺5來實現(xiàn)。這樣重復升降、 旋轉(zhuǎn)或平移，直至被測物12完全測完。
如上所述,便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例， 并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾， 都在本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種立體視角切換裝置，包括切換平臺和底座，該切換平臺通過支撐機構(gòu)與底座活動連接，其特征在于所述切換平臺上涂有黑色不反光涂層，所述支撐機構(gòu)包括，用于旋轉(zhuǎn)切換平臺的旋轉(zhuǎn)桿、用于升降切換平臺的升降桿，所述旋轉(zhuǎn)桿與升降桿活動連接，所述切換平臺上放置被測物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的立體視角切換裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)桿上 設置有控制旋轉(zhuǎn)桿周向旋轉(zhuǎn)的操作桿，所述升降桿的外部還套設有導向套，在 導向套上設置有控制升降桿上升或下降的操作手柄。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體視角切換裝置，其特征在于所述導向套上 還設置有升降桿的鎖定銷。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體視角切換裝置，其特征在于所述切換平臺 與旋轉(zhuǎn)桿之間設置有加強桿，加強桿的一端連接切換平臺的底面，另一端連接 旋轉(zhuǎn)桿的中部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的立體視角切換裝置，其特征在于所述底座還包 括，支撐腳和安裝在支撐腳端部的滾輪。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的立體視角切換裝置，其特征在于所述滾輪上設 置有止動扣。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體視角切換裝置，其特征在于所述升降桿上 設置有刻度尺。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項所述的立體視角切換裝置，其特征在于所 述黑色不反光涂層為黑色油漆涂層。
9、 一種逆向測量立體視角切換方法，其特征在于，包括如下步驟-步驟一、在被測物上噴涂顯影劑，待顯影劑干燥后，貼上標志點，并將被測物置于立體視角切換裝置的涂有黑色不反光涂層的切換平臺上；步驟二、確定測量機攝像頭與被測物之間的焦距，具體是先通過調(diào)整切 換平臺升降桿的上升或下降，以確定切換平臺的高度，然后微調(diào)測量機的高度； 步驟三、確定測量機攝像頭與被測物之間的焦距后，通過平移或者旋轉(zhuǎn)所 述切換平臺，對被測物進行平移視角或者旋轉(zhuǎn)視角測量；步驟四、在對被測物進行平移視角或者旋轉(zhuǎn)視角測量的過程中，如果被測 物先后被拍攝的兩個表面分別與測量機攝像頭之間的距離不相等時，則需將這 兩個被拍攝的表面分次進行拍攝，即拍攝完其中一個表面后，重新調(diào)整測量機 攝像頭與另一個表面之間的焦距后，再進行拍攝，直至獲取被測物的全部三維數(shù)據(jù)。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的逆向測量立體視角切換方法，其特征在于所述 步驟四中，在對被測物進行分次拍攝的過程中，以調(diào)整切換平臺的高度為主， 微調(diào)測試機的高度為輔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種逆向測量立體視角切換方法，在被測物上噴涂顯影劑、貼上標志點，并置于立體視角切換裝置的切換平臺上；先通過調(diào)整切換平臺升降桿的上升或下降，以確定切換平臺的高度，然后微調(diào)測量機的高度；確定測量機與被測物之間的焦距后，通過平移或者旋轉(zhuǎn)所述切換平臺，對被測物進行平移視角或者旋轉(zhuǎn)視角測量，在測量過程中，如果被測物先后被拍攝的兩個表面分別與測量機之間的距離不相等時，需分次拍攝，直至獲取被測物的全部三維數(shù)據(jù)。因為無需直接轉(zhuǎn)動被測物本身或者搬動測量機，就能通過旋轉(zhuǎn)、平移或升降切換平臺使被測物能夠快速獲得最佳測量角度，避免了人工搬動被測物或者測量機，避免了數(shù)據(jù)分層，有利于提高測量精度。
文檔編號G01B11/24GK101586946SQ20091003967
公開日2009年11月25日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者劉成軍, 許蘭貴, 鋒 阮, 黎振東 申請人:華南理工大學