單相機(jī)三維影像測(cè)量?jī)x的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)領(lǐng)域影像測(cè)量?jī)x的改進(jìn)，使用單相機(jī)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于物體“底面”以及“垂直底面的一個(gè)側(cè)面”的影像采集和分析。
【背景技術(shù)】
[0002]二維影像測(cè)量已經(jīng)基本成熟，在此基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)三維影像測(cè)量，有以下傳統(tǒng)方式:
1.布設(shè)多個(gè)相機(jī)對(duì)應(yīng)采集物體多個(gè)側(cè)面影像，見(jiàn)專利[201010618484.8]，該方法存在復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)。
[0003]2.令單臺(tái)相機(jī)運(yùn)動(dòng)至不同位置以便采集物體不同側(cè)面影像，或?qū)ζ胀ǘS影像測(cè)量?jī)x加裝接觸式傳感器實(shí)現(xiàn)另外一個(gè)維度的測(cè)量，見(jiàn)專利[201420310231.8]，該方法存在復(fù)雜、效率低的缺點(diǎn)。
[0004]3.使用結(jié)構(gòu)光法，即向待測(cè)曲面投射預(yù)設(shè)的圖案，通過(guò)分析圖案的變形量得到曲面的三維尺寸信息，見(jiàn)專利[201210291454.X]，該方法常應(yīng)用于曲面，但對(duì)于相互垂直的兩面缺乏適用性，且只抽檢了投射圖案線覆蓋處的尺寸，未能實(shí)現(xiàn)尺寸全檢，也未能實(shí)現(xiàn)三維外觀檢測(cè)。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)釹鐵硼工件尺寸外觀檢測(cè)設(shè)備所面臨的技術(shù)問(wèn)題，在現(xiàn)有外形尺寸和外觀質(zhì)量檢測(cè)相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種以計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為核心，將上料、排料、檢測(cè)、分選、收料融為一體的全自動(dòng)化的釹鐵硼工件尺寸外觀檢測(cè)設(shè)備的技術(shù)方案。
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、采集效率更高的三維影像測(cè)量?jī)x。
[0008]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
通過(guò)平面鏡(或棱鏡)折轉(zhuǎn)光線，實(shí)現(xiàn)將物體“底面”以及“垂直底面的一個(gè)側(cè)面”的影像融匯至單相機(jī)，并由計(jì)算機(jī)分析該影像實(shí)現(xiàn)尺寸或外觀檢測(cè)。
[0009]其中反射鏡用于改變光路方向；半反半透鏡具備允許入射至其表面的光線透過(guò)同時(shí)對(duì)入射至另一表面光線進(jìn)行反射的特性，從而用于不同方向的光路融匯為同方向光路。光路轉(zhuǎn)折具體通過(guò)以下幾種方式實(shí)現(xiàn)。
[0010]1.底面光線經(jīng)反射鏡片(C)反射后透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線經(jīng)反射鏡片(A)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。
[0011]2.底面光線經(jīng)反射鏡片(C)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線經(jīng)反射鏡片(A)反射后透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。
[0012]3.底面光線透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線經(jīng)反射鏡片(A)和反射鏡片(C)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。
[0013]4.底面光線經(jīng)反射鏡片(C)和反射鏡片(A)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。
[0014]該發(fā)明使用單相機(jī)和三塊平面鏡(或棱鏡)實(shí)現(xiàn)了三維影像的采集，與多相機(jī)方案相比成本顯著降低，與“運(yùn)動(dòng)至不同側(cè)面進(jìn)行采集”的方案相比，不需要復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，同時(shí)由于相機(jī)不需要大范圍移動(dòng)，采集效率更高。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1、圖2、圖3和圖4為本發(fā)明實(shí)施例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明由單臺(tái)相機(jī)及鏡頭、反射鏡、半反半透鏡、透明玻璃載物臺(tái)、計(jì)算機(jī)以及若干機(jī)械固定件構(gòu)成。
[0017]其中相機(jī)為200萬(wàn)像素，鏡頭視野為46mm X 35mm ；
兩片反射鏡和一片半反半透鏡所在平面相互平行，且與相機(jī)光軸成45°夾角。反射鏡、半反半透鏡以及相機(jī)之間的空間位置關(guān)系可具體實(shí)施為四種方式，如下所述。
[0018]1.如圖1所示，底面光線經(jīng)反射鏡片(C)反射后透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線經(jīng)反射鏡片(A)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。
[0019]2.如圖2所示，底面光線經(jīng)反射鏡片(C)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線經(jīng)反射鏡片(A)反射后透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。
[0020]3.如圖3所示，底面光線透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線經(jīng)反射鏡片(A)和反射鏡片(C)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。
[0021]4.如圖4所示，底面光線經(jīng)反射鏡片(C)和反射鏡片(A)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單相機(jī)三維影像測(cè)量?jī)x，其特征在于通過(guò)平面鏡(或棱鏡)折轉(zhuǎn)光線，實(shí)現(xiàn)將物體“底面”以及“垂直底面的一個(gè)側(cè)面”的影像融匯至單相機(jī)，并由計(jì)算機(jī)分析該影像實(shí)現(xiàn)尺寸或外觀檢測(cè)。2.權(quán)利要求1所述平面鏡(或棱鏡)折轉(zhuǎn)光線為底面光線經(jīng)反射鏡片(C)反射后透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線經(jīng)反射鏡片(A)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。3.權(quán)利要求1所述平面鏡(或棱鏡)折轉(zhuǎn)光線為底面光線經(jīng)反射鏡片(C)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線經(jīng)反射鏡片(A)反射后透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。4.權(quán)利要求1所述平面鏡(或棱鏡)折轉(zhuǎn)光線為底面光線透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線經(jīng)反射鏡片(A)和反射鏡片(C)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。5.權(quán)利要求1所述平面鏡(或棱鏡)折轉(zhuǎn)光線為底面光線經(jīng)反射鏡片(C)和反射鏡片(A)反射后再經(jīng)半反半透鏡片(B)反射進(jìn)入相機(jī)；側(cè)面光線透過(guò)半反半透鏡片(B)進(jìn)入相機(jī)；工件底面和側(cè)面在一臺(tái)相機(jī)上成像。6.權(quán)利要求1所述單相機(jī)采集兩個(gè)面影像，可以是一次曝光，也可以兩次曝光。7.權(quán)利要求1所述“底面以及垂直底面的一個(gè)側(cè)面”泛指相互垂直的兩個(gè)面。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種單相機(jī)三維影像測(cè)量?jī)x，該機(jī)構(gòu)由：相機(jī)、鏡頭、反射鏡、半反半透鏡、透明載物臺(tái)以及計(jì)算機(jī)組成。單相機(jī)三維影像測(cè)量?jī)x通過(guò)單個(gè)相機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)于物體“底面”以及“垂直底面的一個(gè)側(cè)面”的影像采集，分析該影像實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)相互垂直面的尺寸測(cè)量或外觀檢測(cè)。
【IPC分類】G01B11/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105157601
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510313044
【發(fā)明人】崔凱翔, 陳明, 楊玉杰, 凌云
【申請(qǐng)人】北京領(lǐng)邦儀器技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月10日