一種基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置，包括：機(jī)架；設(shè)于所述機(jī)架上的水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)；設(shè)于所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)；以及設(shè)于所述豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的CMOS相機(jī)，其中，所述CMOS相機(jī)的下方旁側(cè)設(shè)有激光發(fā)射器。本發(fā)明具有確保在保證測(cè)量精度的前提下盡可能地測(cè)量效率，同時(shí)能解決現(xiàn)階段系統(tǒng)體積過大及測(cè)量誤差過高的問題的有益效果。
【專利說明】
一種基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種非接觸式視覺成像尺寸測(cè)量裝置，更具體地，涉及一種基于線結(jié) 構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 非接觸式尺寸測(cè)量系統(tǒng)以光電、電磁、超聲波等技術(shù)為基礎(chǔ)，在儀器的測(cè)量元件不 與被測(cè)物體表面接觸的情況下，即可獲得被測(cè)物體的各種外表或內(nèi)在的尺寸數(shù)據(jù)特征。非 接觸式尺寸測(cè)量系統(tǒng)與傳統(tǒng)的接觸式測(cè)距系統(tǒng)相比精度更高、操作更方便、安全系數(shù)更高、 潔凈度高、測(cè)量過程中對(duì)被測(cè)物的污染程度小，從而被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究的多個(gè) 領(lǐng)域。
[0003] 典型的非接觸式尺寸測(cè)量方法如激光三角法、電渦流法、超聲測(cè)量法、視覺成像測(cè) 量法、超聲波測(cè)量法等等，其中視覺成像測(cè)量法是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置， 分CMOS相機(jī)和CCD相機(jī)兩種)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)， 根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)，圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算 來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作，在測(cè)量缺陷和防止缺陷 產(chǎn)品被配送到消費(fèi)者的功能方面具有不可估量的價(jià)值。
[0004] 線結(jié)構(gòu)光三維視覺在景物或物體的三維視覺成像信息提取中占有重要地位，它以 其大量程、大視場(chǎng)、較高的精度、光紋信息提取簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性強(qiáng)和主動(dòng)受控等特點(diǎn)，在三維物 體重建、工業(yè)視覺測(cè)量和機(jī)器人自主導(dǎo)引中得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用。
[0005]線結(jié)構(gòu)光三維視覺測(cè)量是基于光學(xué)三角法原理，采用的是激光照明的線結(jié)構(gòu)光傳 感器，通過把一片狀激光束投射到被測(cè)物體表面，在物體表面形成一投射亮線，從與投影方 向不同的另一個(gè)方向觀察該線，由于受到物體高度的調(diào)制，該亮線發(fā)生變形，通過對(duì)像面 上亮線像坐標(biāo)的計(jì)算可以得到物面上一個(gè)剖面的高度數(shù)據(jù)。如果再加上一維掃描就可以得 到三維面形分布，便可以重現(xiàn)物體表面形廓，構(gòu)成三維視覺。
[0006] 但是，現(xiàn)有市場(chǎng)上視覺成像測(cè)量系統(tǒng)功能單一，測(cè)量系統(tǒng)體積占用過大，對(duì)于尺寸 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、待測(cè)量的尺寸特征繁多特別是對(duì)于具有曲面特征的尺寸測(cè)量花費(fèi)時(shí)間過多，需 要反復(fù)裝卸待測(cè)物件，從而導(dǎo)致測(cè)量過程效率低下并且反復(fù)拆卸容易導(dǎo)致待測(cè)物件表面損 傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種基于線結(jié)構(gòu)光的三維 視覺測(cè)量裝置，對(duì)現(xiàn)有的非接觸式視覺成像尺寸測(cè)量裝置進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，確保在保證測(cè)量 精度的前提下盡可能地測(cè)量效率，同時(shí)能解決現(xiàn)階段系統(tǒng)體積過大及測(cè)量誤差過高的問 題。為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)，提供了一種基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè) 量裝置，其特征在于，包括：
[0008] 機(jī)架；
[0009] 設(shè)于所述機(jī)架上的水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)；
[0010] 設(shè)于所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)；以及
[0011] 設(shè)于所述豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的CMOS相機(jī)，其中，所述CMOS相機(jī)的下方旁側(cè)設(shè)有 激光發(fā)射器。
[0012] 優(yōu)選的是，所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括在水平面內(nèi)相互垂直的橫向位置調(diào)整電機(jī) 與縱向位置調(diào)整電機(jī)。
[0013] 優(yōu)選的是，所述豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括豎直支撐架以及豎直位置調(diào)整電機(jī)，其中， 所述豎直支撐架的一端與所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)相連，所述豎直支撐架的另一端與豎直位 置調(diào)整電機(jī)相連。
[0014] 優(yōu)選的是，所述豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方向所在平面與所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu) 的驅(qū)動(dòng)方向所在平面相互垂直。
[0015] 優(yōu)選的是，所述CMOS相機(jī)通過相機(jī)支撐架與所述豎直位置調(diào)整電機(jī)相連接。
[0016] 優(yōu)選的是，所述CMOS相機(jī)的鏡頭下方設(shè)有環(huán)形光源。
[0017]優(yōu)選的是，所述基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置還包括控制系統(tǒng)，所述橫向位 置調(diào)整電機(jī)、縱向位置調(diào)整電機(jī)、豎直位置調(diào)整電機(jī)、CMOS相機(jī)、環(huán)形光源以及激光發(fā)射器 均與所述控制系統(tǒng)電連接
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：
[0019] 1.由于所述尺寸測(cè)量裝置環(huán)繞設(shè)置在所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)組件的外周，所述尺寸測(cè)量裝 置包括順時(shí)針依次環(huán)繞設(shè)置的第一尺寸測(cè)量裝置、以及至少兩個(gè)第二尺寸測(cè)量裝置，從而 使得大大縮小了系統(tǒng)占用體積，此外流水線式的測(cè)量方式使得連續(xù)不間斷地測(cè)量多尺寸成 為可能；
[0020] 2.由于所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)組件包括圓盤狀的回轉(zhuǎn)盤、至少五個(gè)等間距地設(shè)置在所述回 轉(zhuǎn)盤的徑向且呈放射狀分布的待測(cè)物固定槽、以及安裝在所述回轉(zhuǎn)盤下表面用于驅(qū)動(dòng)所述 回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而使得在所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，所述待測(cè)物固定槽可隨所述 回轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)；
[0021] 3.由于所述第一尺寸測(cè)量裝置包括驅(qū)動(dòng)器、豎直設(shè)置且在所述驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下可 繞其軸線旋轉(zhuǎn)的支撐圓柱、以及與所述支撐圓柱固接的CMOS相機(jī)，從而使得所述第一尺寸 測(cè)量裝置的CMOS相機(jī)可在驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)作用下繞支撐圓柱旋轉(zhuǎn)，從而完成水平方向的位置 調(diào)整；
[0022] 4.由于所述第二尺寸測(cè)量裝置包括機(jī)架、設(shè)于所述機(jī)架上的水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、 設(shè)于所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、以及設(shè)于所述豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的 CMOS相機(jī)，從而使得第二尺寸測(cè)量裝置的CMOS相機(jī)可在所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)及豎直位置 調(diào)整機(jī)構(gòu)的作用下完成水平及豎直方向的位置調(diào)整；
[0023] 5.由于所述激光發(fā)射器設(shè)置在所述第二尺寸測(cè)量裝置的CMOS相機(jī)的下方旁側(cè)，從 而可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的激光三角法測(cè)量功能；
[0024] 6.由于所述CMOS相機(jī)的鏡頭下方均設(shè)有環(huán)形光源，使得可通過環(huán)形光源對(duì)待測(cè)物 表面進(jìn)行補(bǔ)光，從而獲得成像效果較好的尺寸照片，提高測(cè)量精度，減少測(cè)量誤差。
[0025]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本 發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0026] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)的軸 測(cè)圖；
[0027] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)除去 殼體后的軸測(cè)圖；
[0028] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)除去 殼體后的正視圖；
[0029] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)除去 殼體后的俯視圖；
[0030] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)的回 轉(zhuǎn)平臺(tái)組件與尺寸測(cè)量裝置的爆炸圖；
[0031] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)的回 轉(zhuǎn)平臺(tái)組件與尺寸測(cè)量裝置的另一視角的爆炸圖；
[0032] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)的第 一尺寸測(cè)量裝置的正視圖；
[0033] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)中的 基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置即第二尺寸測(cè)量裝置的軸測(cè)圖；
[0034] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)中的 基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置即第二尺寸測(cè)量裝置的正視圖；
[0035] 圖10是根據(jù)本發(fā)明的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量系統(tǒng)的一實(shí)施例中的待測(cè)物 的正視圖；
[0036] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量系統(tǒng)的一實(shí)施例中的待測(cè)物 的正視圖；
[0037]圖12是激光三角測(cè)距系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的前述和其它目的、特征、方 面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0039]參照?qǐng)D1及圖2,一實(shí)施例中的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)100包括： 控制系統(tǒng)（略畫）、殼體組件110、尺寸測(cè)量裝置120、回轉(zhuǎn)平臺(tái)組件130以及料盤組件140，其 中，殼體組件110包括工作臺(tái)111以及設(shè)于工作臺(tái)111上的具有一定內(nèi)部空間的防護(hù)殼體 112,尺寸測(cè)量裝置120環(huán)繞設(shè)置在回轉(zhuǎn)平臺(tái)組件130的外周，回轉(zhuǎn)平臺(tái)組件130設(shè)于工作臺(tái) 111上且位于防護(hù)殼體112內(nèi)，料盤組件140包括待測(cè)品料盤143、合格品料盤141與不合格品 料盤142。
[0040] 參照?qǐng)D2至圖4,尺寸測(cè)量裝置120包括順時(shí)針依次環(huán)繞設(shè)置的第一尺寸測(cè)量裝置 121、以及至少兩個(gè)第二尺寸測(cè)量裝置，回轉(zhuǎn)平臺(tái)組件130與尺寸測(cè)量裝置120分別與所述控 制系統(tǒng)電連接。作為一種方式，第一尺寸測(cè)量裝置121設(shè)有1個(gè)，第二尺寸測(cè)量裝置設(shè)有3個(gè)， 其中至少一個(gè)第二尺寸測(cè)量裝置中設(shè)有激光發(fā)射器，如圖2中所示，第二尺寸測(cè)量裝置為 122、123及124,激光發(fā)射器124a僅設(shè)于第二尺寸測(cè)量裝置124中。
[0041]參照?qǐng)D5及圖6,回轉(zhuǎn)平臺(tái)組件130包括圓盤狀的回轉(zhuǎn)盤131、至少五個(gè)等間距地設(shè) 置在回轉(zhuǎn)盤131的徑向且呈放射狀分布的待測(cè)物固定槽132、以及安裝在回轉(zhuǎn)盤131下表面 用于驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)盤131旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)電機(jī)133、換向器135以及 設(shè)于換向器135旁側(cè)的轉(zhuǎn)速傳感器134,作為一種實(shí)施方式，傳動(dòng)電機(jī)133的傳動(dòng)軸133a與換 向器135的傳動(dòng)軸135a通過以傳輸皮帶連接，轉(zhuǎn)速傳感器134的連接端134a與所述控制系統(tǒng) 電連接。
[0042] 參照?qǐng)D7,第一尺寸測(cè)量裝置121包括驅(qū)動(dòng)器121a、豎直設(shè)置且在驅(qū)動(dòng)器121a的驅(qū) 動(dòng)下可繞其軸線旋轉(zhuǎn)的支撐圓柱121b、以及通過固定架121c與支撐圓柱121b固接的CMOS相 機(jī)121d。作為一種實(shí)施方式，CMOS相機(jī)121d的鏡頭下方設(shè)有環(huán)形光源121e，通過控制系統(tǒng)對(duì) 環(huán)形光源121e進(jìn)行調(diào)節(jié)可對(duì)待測(cè)物表面進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)光，從而提高拍攝精度，最終提高測(cè)量 精度。
[0043]參照?qǐng)D8及圖9,作為一種實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量 裝置即為基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺回轉(zhuǎn)式測(cè)量系統(tǒng)100中的第二尺寸測(cè)量裝置124,其中第 二尺寸測(cè)量裝置124包括機(jī)架124j、設(shè)于機(jī)架124j上的水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、設(shè)于所述水平 位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、以及設(shè)于所述豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的CMOS相機(jī) 124e，作為一種實(shí)施方式，所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括在水平面內(nèi)相互垂直的橫向位置調(diào) 整電機(jī)124i與縱向位置調(diào)整電機(jī)124h，所述豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括豎直支撐架124g以及豎 直位置調(diào)整電機(jī)124f，CM0S相機(jī)124e通過相機(jī)支撐架124d與豎直位置調(diào)整電機(jī)124f相連 接，CMOS相機(jī)124e的鏡頭下方設(shè)有環(huán)形光源124b，通過控制系統(tǒng)對(duì)環(huán)形光源124b進(jìn)行調(diào)節(jié) 可對(duì)待測(cè)物表面進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)光，從而提高拍攝精度，最終提高測(cè)量精度。其中至少一個(gè)第二 尺寸測(cè)量裝置中設(shè)有激光發(fā)射器124a，如圖2中所示，第二尺寸測(cè)量裝置為122、123及124， 激光發(fā)射器124a僅設(shè)于第二尺寸測(cè)量裝置124中，作為一種實(shí)施方式，激光發(fā)射器124a通過 固定架124c設(shè)于CMOS相機(jī)124e的下方旁側(cè)。
[0044] 參照?qǐng)D5及圖6,待測(cè)物固定槽131的數(shù)目為六個(gè)，第一尺寸測(cè)量裝置121的CMOS相 機(jī)與第二尺寸測(cè)量裝置122、123、124的CMOS相機(jī)的鏡頭正下方均相對(duì)應(yīng)地設(shè)置有待測(cè)物固 定槽131。
[0045] 再次參照?qǐng)D1至圖3,作為一種實(shí)施方式，料盤組件140-直排開地設(shè)于工作臺(tái)111 上且位于防護(hù)殼體112的開口內(nèi)側(cè)。
[0046]工作原理:激光三角法位移測(cè)量的原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被測(cè)物 體表面，然后從另一角度對(duì)物體表面上的激光光斑進(jìn)行成像，物體表面激光照射點(diǎn)的位置 高度不同，所接受散射或反射光線的角度也不同，用CMOS抓取光斑像的位置，就可以計(jì)算出 主光線的角度，從而計(jì)算出物體表面激光照射點(diǎn)的位置高度。具體地，可參照?qǐng)D12,如圖12 所示，激光照在A點(diǎn)，反射到CMOS光敏面上的a點(diǎn)，A'點(diǎn)反射到CMOS光敏上的a '點(diǎn)，當(dāng)所測(cè)距 離Y不同時(shí)反映在光敏器件上的光點(diǎn)像位置X也隨之不同，三角關(guān)系公式可得兩者之間的關(guān) 系為： X./2+/·/、[
[0047] Y =----- I-f-X-L
[0048] 式中Y為被測(cè)距離，f為成像系統(tǒng)焦距，1為激光發(fā)射口到成像系統(tǒng)中心對(duì)應(yīng)的距 離，即基線長(zhǎng)度，L為某一已知距離，通常取光敏面接收器中心對(duì)應(yīng)的距離，即基準(zhǔn)距離，X 為該被測(cè)距離在光敏面接收器上與已知距離在光敏面接受上像點(diǎn)的距離，有正負(fù)之分。
[0049] 上式中：X =(MXx-157) X 0.015mm，MXx為光斑圓心坐標(biāo)。因此只要找出光斑圓心 坐標(biāo)位置，就能利用上式直接求出被測(cè)距離Y。
[0050] 現(xiàn)通過對(duì)一待測(cè)物的尺寸測(cè)量步驟的說明來解釋本發(fā)明中基于線結(jié)構(gòu)光的三維 視覺測(cè)量裝置100的工作方式，參照?qǐng)D10及圖11，待測(cè)物200大體為長(zhǎng)方體形狀的殼體結(jié)構(gòu)， 包括:長(zhǎng)方形主體210、設(shè)于主體210兩端的凸起部240、250,其中，主體210上開設(shè)有矩形槽 230,主體210的裙壁與矩形槽230之間設(shè)有往矩形槽230內(nèi)部逐漸下降的過渡圓弧曲面220， 矩形槽230的底部設(shè)有由圓孔01、02連通而成的環(huán)形孔，矩形槽230的右側(cè)設(shè)有關(guān)于對(duì)稱中 心Y軸對(duì)稱的兩個(gè)安裝孔。參照?qǐng)D4、圖7、圖10及圖11，具體測(cè)量步驟如下：（1)當(dāng)待測(cè)物200 位于第一尺寸測(cè)量裝置121的CMOS相機(jī)121d的鏡頭下的待測(cè)物固定槽132內(nèi)時(shí)，CMOS相機(jī) 121d測(cè)量待測(cè)物200的兩端突起物L(fēng)I、L2之間的距離以及待測(cè)物200上下兩側(cè)邊界L3、L4的 寬度；（2)完成第一步測(cè)量后，待測(cè)物200在回轉(zhuǎn)盤131的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)到第二測(cè)量裝置122的 CMOS相機(jī)的鏡頭下方，此時(shí)的CMOS相機(jī)先是測(cè)量待測(cè)物200左右兩側(cè)邊界L5、L6之間的距 離，接著測(cè)量待測(cè)物200的主體210的裙壁的外側(cè)L7、L8之間的距離以及L9、L10之間的距離， 然后測(cè)量待測(cè)物200的矩形槽230的內(nèi)側(cè)上下邊界L11、L12之間的距離；（3)完成第二部測(cè)量 后，待測(cè)物200在回轉(zhuǎn)盤131的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)到第二測(cè)量裝置123的CMOS相機(jī)的鏡頭下方，此時(shí) 的CMOS相機(jī)先是通過測(cè)量待測(cè)物200的矩形槽230的內(nèi)側(cè)邊界Cl來確定待測(cè)物200橫向及縱 向的對(duì)稱中心X軸、Y軸，接著測(cè)量待測(cè)物200的環(huán)形通孔的上邊界Dl與Y軸之間的距離，然后 測(cè)量環(huán)形孔兩端的圓孔01、〇2在X軸方向上的距離以及在Y軸方向的距離，接著測(cè)量環(huán)形孔 的上下兩側(cè)Dl、D2之間的距離，最后測(cè)量安裝孔在X軸及Y軸方向上的距離；（4)通過測(cè)量Pl ~P6點(diǎn)的高度位置來獲得曲面Sl的位置數(shù)據(jù)，通過測(cè)量P7~P9的高度位置來獲得曲面S2的 位置數(shù)據(jù)，從而獲得曲面Sl與S2之間的位置數(shù)據(jù)，最后測(cè)量待測(cè)物200的矩形槽230的深度 數(shù)據(jù)。將以上步驟測(cè)得的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格品數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，看待測(cè)物200的尺寸數(shù) 據(jù)是否滿足尺寸要求，若不滿足，控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)將不合格品放置于不合格品料盤 142中等待回收;反之則將合格品放置于合格品料盤141中等待裝箱或下一個(gè)步驟。
[0051] 這里說明的設(shè)備數(shù)量和處理規(guī)模是用來簡(jiǎn)化本發(fā)明的說明的。對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用、 修改和變化對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。
[0052]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以獲得如下有益效果：
[0053] 1.由于尺寸測(cè)量裝置120環(huán)繞設(shè)置在回轉(zhuǎn)平臺(tái)組件130的外周，尺寸測(cè)量裝置120 包括順時(shí)針依次環(huán)繞設(shè)置的第一尺寸測(cè)量裝置121、以及至少兩個(gè)第二尺寸測(cè)量裝置122， 從而使得大大縮小了系統(tǒng)占用體積，此外流水線式的測(cè)量方式使得連續(xù)不間斷地測(cè)量多尺 寸成為可能；
[0054] 2.由于回轉(zhuǎn)平臺(tái)組件120包括圓盤狀的回轉(zhuǎn)盤131、至少五個(gè)等間距地設(shè)置在回轉(zhuǎn) 盤131的徑向且呈放射狀分布的待測(cè)物固定槽132、以及安裝在回轉(zhuǎn)盤131下表面用于驅(qū)動(dòng) 回轉(zhuǎn)盤131旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而使得在所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，待測(cè)物固定槽132可隨回 轉(zhuǎn)盤131的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)；
[0055] 3.由于所述第一尺寸測(cè)量121裝置包括驅(qū)動(dòng)器121a、豎直設(shè)置且在驅(qū)動(dòng)器121a的 驅(qū)動(dòng)下可繞其軸線旋轉(zhuǎn)的支撐圓柱121b、以及與支撐圓柱121a固接的CMOS相機(jī)121d，從而 使得第一尺寸測(cè)量裝置121的CMOS相機(jī)121d可在驅(qū)動(dòng)器121a的驅(qū)動(dòng)作用下繞支撐圓柱121b 旋轉(zhuǎn)，從而完成水平方向的位置調(diào)整；
[0056] 4.由于第二尺寸測(cè)量裝置124包括機(jī)架124j、設(shè)于機(jī)架124j上的水平位置調(diào)整機(jī) 構(gòu)124i和124j、設(shè)于水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)124i和124j上的豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)124f和124g、以 及設(shè)于豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)124f和124g上的CMOS相機(jī)124e，從而使得第二尺寸測(cè)量裝置124 的CMOS相機(jī)124e可在所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)及豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)的作用下完成水平及豎 直方向的位置調(diào)整；
[0057] 5.由于激光發(fā)射器124a設(shè)置在第二尺寸測(cè)量裝置124的CMOS相機(jī)124e的下方旁 側(cè)，從而可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的激光三角法測(cè)量功能；
[0058] 6.由于所述CMOS相機(jī)的鏡頭下方均設(shè)有環(huán)形光源，使得可通過環(huán)形光源對(duì)待測(cè) 物表面進(jìn)行補(bǔ)光，從而獲得成像效果較好的尺寸照片，提高測(cè)量精度，減少測(cè)量誤差。
[0059]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn) 用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí) 現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于 特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置，其特征在于，包括： 機(jī)架； 設(shè)于所述機(jī)架上的水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)； 設(shè)于所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)；以及 設(shè)于所述豎直位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上的CMOS相機(jī)，其中，所述CMOS相機(jī)的下方旁側(cè)設(shè)有激光 發(fā)射器。2. 如權(quán)利要求1所述的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置，其特征在于，所述水平位置 調(diào)整機(jī)構(gòu)包括在水平面內(nèi)相互垂直的橫向位置調(diào)整電機(jī)與縱向位置調(diào)整電機(jī)。3. 如權(quán)利要求2所述的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置，其特征在于，所述豎直位置 調(diào)整機(jī)構(gòu)包括豎直支撐架以及豎直位置調(diào)整電機(jī)，其中，所述豎直支撐架的一端與所述水 平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)相連，所述豎直支撐架的另一端與豎直位置調(diào)整電機(jī)相連。4. 如權(quán)利要求3所述的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置，其特征在于，所述豎直位置 調(diào)整機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方向所在平面與所述水平位置調(diào)整機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方向所在平面相互垂直。5. 如權(quán)利要求4所述的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置，其特征在于，所述CMOS相機(jī) 通過相機(jī)支撐架與所述豎直位置調(diào)整電機(jī)相連接。6. 如權(quán)利要求5所述的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置，其特征在于，所述CMOS相機(jī) 的鏡頭下方設(shè)有環(huán)形光源。7. 如權(quán)利要求5所述的基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置，其特征在于，所述基于線結(jié) 構(gòu)光的三維視覺測(cè)量裝置還包括控制系統(tǒng)，所述橫向位置調(diào)整電機(jī)、縱向位置調(diào)整電機(jī)、豎 直位置調(diào)整電機(jī)、CMOS相機(jī)、環(huán)形光源以及激光發(fā)射器均與所述控制系統(tǒng)電連接。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK105841606SQ201610147888
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月16日
【發(fā)明人】吳加富, 繆磊, 趙此洋
【申請(qǐng)人】蘇州富強(qiáng)科技有限公司