一種用于三維掃描裝置的掃描架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于三維掃描裝置的掃描架，屬于自動(dòng)掃描技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]三維立體掃描就是測(cè)量實(shí)物表面的三維坐標(biāo)點(diǎn)集，得到的大量坐標(biāo)點(diǎn)的集合稱為點(diǎn)云(Point Cloud)。目前，三維光學(xué)掃描儀根據(jù)其原理不同主要分為2類，一類是“照相式”，一類是“激光式”，兩者都是非接觸式，其中，“激光式”掃描儀屬于較早的產(chǎn)品，由掃描儀發(fā)出一束激光光帶，光帶照射到被測(cè)物體上并在被測(cè)物體上移動(dòng)時(shí)，就可以采集出物體的實(shí)際形狀，“激光式”掃描儀一般要配備關(guān)節(jié)臂?！罢障嗍健睊呙鑳x是針對(duì)工業(yè)產(chǎn)品涉及領(lǐng)域的新一代掃描儀，其采用可見(jiàn)光將特定的光柵條紋投影到測(cè)量工作表面，借助兩個(gè)高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)對(duì)光柵干涉條紋進(jìn)行拍照，利用光學(xué)拍照定位技術(shù)和光柵測(cè)量原理，可在極短時(shí)間內(nèi)獲得復(fù)雜工作表面的完整點(diǎn)云。目前，市面上常見(jiàn)的三維掃描裝置掃描架普遍存在如下缺陷:掃描速度慢，一般完成一次全身掃描需要數(shù)分鐘，而且掃描精度低，且操作不方便。
[0003]有鑒于此，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行研究，專門(mén)開(kāi)發(fā)出一種用于三維掃描裝置的掃描架，本案由此產(chǎn)生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種掃描速度快，精度高，且操作簡(jiǎn)單的三維掃描裝置掃描架。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0006]—種用于三維掃描裝置的掃描架，包括活動(dòng)安裝在三維掃描裝置立柱上的支架，均勻安裝在支架上的若干個(gè)掃描頭，以及安裝在支架上的電源模塊和交換機(jī)，所述支架為環(huán)形或多邊形，所述掃描頭頂部設(shè)有攝像頭，攝像頭正對(duì)支架中心，所述攝像頭與圖像處理模塊相連，圖像處理模塊通過(guò)交換機(jī)與三維掃描裝置控制箱連接，電源模塊為掃描頭供電。
[0007]作為優(yōu)選，所述支架與立柱的連接端設(shè)有滑塊，所述滑塊滑動(dòng)安裝在立柱上?；瑝K的設(shè)置，可以使掃描架上升/下降過(guò)程更加平穩(wěn)。
[0008]作為優(yōu)選，所述支架設(shè)有上下兩層，分別為底圈和頂圈，其中，底圈上的掃描頭個(gè)數(shù)大于頂圈上的個(gè)數(shù)。
[0009]作為優(yōu)選，所述底圈上均勻設(shè)有8個(gè)以上攝像頭，頂圈上均勻設(shè)有4個(gè)以上掃描頭。
[0010]作為優(yōu)選，所述底圈上均勻設(shè)有36個(gè)攝像頭，頂圈上均勻設(shè)有12個(gè)掃描頭。
[0011]作為優(yōu)選，所述底圈上攝像頭水平安裝，所述頂圈上的攝像頭傾斜安裝，一般向下傾斜 20~45°。
[0012]作為優(yōu)選，所述攝像頭通過(guò)連接臂安裝在支架上，圖像處理模塊固定安裝在連接桿上。
[0013]本實(shí)用新型所述的用于三維掃描裝置的掃描架可在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿著三維掃描裝置立柱上下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)啟各個(gè)攝像頭進(jìn)行拍照，并把拍攝數(shù)據(jù)通過(guò)圖像處理模塊處理后依次發(fā)送給交換機(jī)、三維掃描裝置控制箱和上位機(jī)，上位機(jī)再進(jìn)行三維模型合成，最終實(shí)現(xiàn)三維掃描，上述結(jié)構(gòu)的掃描架主要具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、精度高:掃描架采用上下兩層，數(shù)十個(gè)攝像頭同時(shí)進(jìn)行圖像采集，合成后的三維模型精度可達(dá)到1mm ;
[0015]2、掃描速度快:掃描架沿著立柱可進(jìn)行快速運(yùn)動(dòng)，一般5秒可以完成一次半身掃描，20秒可完成一次全身掃描；
[0016]3、操作簡(jiǎn)單:只需要在上位機(jī)中設(shè)置好相關(guān)掃描指令，掃描架會(huì)自動(dòng)完成掃描，并將相應(yīng)的掃描數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給上位機(jī)，進(jìn)行三維模型合成。
[0017]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)施例的三維掃描裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖(掃描架位于立柱底部)；
[0019]圖2為本實(shí)施例的掃描架俯視圖；
[0020]圖3為本實(shí)施例的三維掃描裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖(掃描狀態(tài))。
[0021]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0022]立柱1、底板11、安裝槽12、絲桿13、電機(jī)14、滑塊15、線槽16
[0023]控制箱2
[0024]掃描架3、支架31、底圈311、頂圈312、掃描頭32、連接臂321、攝像頭322、圖像處理模塊323、電源模塊33、交換機(jī)34
[0025]上位機(jī)4。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本實(shí)用新型所述的掃描架主要應(yīng)用于三維掃描裝置，如圖1-3所示，所述三維掃描裝置，包括立柱1、控制箱2、掃描架3和上位機(jī)4 ;其中，所述掃描架3包括活動(dòng)安裝在立柱1上的支架31，均勻安裝在支架31上的若干個(gè)掃描頭32，以及安裝在支架31上的電源模塊33和交換機(jī)34，所述支架31為環(huán)形或多邊形，為實(shí)現(xiàn)全方面掃描，支架31設(shè)有上下兩層，分別為底圈311和頂圈312，底圈311和頂圈312均安裝有掃描頭32，所述掃描頭32包括連接臂321，所述連接臂321尾部安裝在支架31上，頂部設(shè)有攝像頭322，攝像頭322正對(duì)支架31中心。其中，底圈311上攝像頭322為水平安裝，用于水平掃描位于支架31中心的人或物，頂圈312上的攝像頭322向下傾斜安裝，用于掃描位于支架31中心人或物的頂部，一般向下傾斜20-45°。底圈311上的掃描頭3個(gè)數(shù)大于頂圈312上的個(gè)數(shù)。一般底圈311上至少均勻設(shè)置8個(gè)不同方位的掃描頭32，頂圈312上至少均勻設(shè)有4個(gè)不同方位的的掃描頭32。在本實(shí)施例中，所述底圈311上均勻設(shè)有36個(gè)掃描頭32，頂圈312上均勻設(shè)有12個(gè)掃描頭32，掃描頭32的分布越密集，所掃描的圖像越詳盡。每個(gè)攝像頭322均連接有一個(gè)圖像處理模塊323，所述圖像處理模塊323固定安裝在連接臂321上，通過(guò)信號(hào)線一端與攝像頭322相連，另一端連接交換機(jī)34和電源模塊33，因?yàn)榻粨Q機(jī)34的接口數(shù)量限制，一臺(tái)三維掃描裝置需要多個(gè)交換機(jī)34，用于連接數(shù)十個(gè)掃描頭32，電源模塊33也是如此，需要多個(gè)電源模塊33才能滿足供電要求。圖像處理模塊323通過(guò)交換機(jī)34與控制箱2連接，電源模塊33為攝像頭322、圖像處理模塊323和交換機(jī)34供電。
[0027]所述三維掃描裝置包括2個(gè)以上立柱1，在本實(shí)施例中，采用3個(gè)立柱1均勻設(shè)置，用于支承掃描架3，為使立柱1更穩(wěn)固，其底部設(shè)有底板11，增大立柱1與地面的接觸面。立柱1內(nèi)側(cè)設(shè)有安裝槽12，絲桿13垂直設(shè)置在安裝槽12內(nèi)，支架31通過(guò)連接件與絲桿13聯(lián)動(dòng)連接，絲桿13頂部和底部均設(shè)有限位開(kāi)關(guān)，用于控制掃描架3的行程，電機(jī)14安裝在立柱1頂部。控制箱2控制電機(jī)14轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲桿13旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)支架31上升或下降，所述控制箱2與上位機(jī)4相連。所述支架31與立柱1的連接端進(jìn)一步設(shè)有滑塊15，所述滑塊15滑動(dòng)安裝在立柱1上?；瑝K15的設(shè)置，可以使掃描架3上升/下降過(guò)程更加平穩(wěn)。
[0028]所述三維掃描裝置的其中一個(gè)立柱1上設(shè)有線槽16，用于安裝交換機(jī)34與控制箱2的信號(hào)線，以及電源模塊33與外部電源的連接電線。
[0029]上述三維掃描裝置的掃描方法，包括如下步驟:
[0030]1)通過(guò)上位機(jī)4輸入掃描指令，控制箱2根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時(shí)序信號(hào)直接控制電機(jī)14動(dòng)作:先將掃描架3運(yùn)行到立柱1的最底端，觸碰到限位開(kāi)關(guān)后，再將掃描架3運(yùn)行到立柱1的最頂端，完成掃描前初始化工作，保證掃描架3在掃描時(shí)各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)正常完成；
[0031]2)上位機(jī)4根據(jù)掃描物/人的高度，將掃描架3運(yùn)行到掃描物/人的頂部，同時(shí)通過(guò)交換機(jī)34和圖像處理模塊323控制攝像頭322開(kāi)始拍照；
[0032]3)上位機(jī)4控制掃描架3勻速下降，各個(gè)攝像頭322根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔進(jìn)行間歇性拍照，一般掃描175CM高的人物時(shí)，整個(gè)過(guò)程，進(jìn)行5-6次拍照，也可以根據(jù)需求調(diào)整拍照次數(shù)，一般等距離/等時(shí)間內(nèi)拍照次數(shù)越多(即拍照頻率高)，掃描精度越高；
[0033]4)各個(gè)攝像頭322將掃描到的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)圖像處理模塊323處理后，通過(guò)交換機(jī)34發(fā)送給控制箱2，并在上位機(jī)4的顯示器中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；
[0034]5)當(dāng)掃描架3下降到立柱1底部，觸動(dòng)絲桿13底部的限位開(kāi)關(guān)時(shí)，控制箱2控制電機(jī)14停止工作，攝像頭322暫停拍攝，三維掃描結(jié)束，此時(shí)，所有掃描數(shù)據(jù)已通過(guò)交換機(jī)34依次發(fā)送給控制箱2和上位機(jī)4。
[0035]上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于三維掃描裝置的掃描架，其特征在于:包括活動(dòng)安裝在三維掃描裝置立柱上的支架，均勻安裝在支架上的若干個(gè)掃描頭，以及安裝在支架上的電源模塊和交換機(jī)，所述支架為環(huán)形或多邊形，所述掃描頭頂部設(shè)有攝像頭，攝像頭正對(duì)支架中心，所述攝像頭與圖像處理模塊相連，圖像處理模塊通過(guò)交換機(jī)與三維掃描裝置控制箱連接，電源模塊為掃描頭供電。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于三維掃描裝置的掃描架，其特征在于:所述支架與立柱的連接端設(shè)有滑塊，所述滑塊滑動(dòng)安裝在立柱上。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于三維掃描裝置的掃描架，其特征在于:所述支架設(shè)有上下兩層，分別為底圈和頂圈，其中，底圈上的掃描頭個(gè)數(shù)大于頂圈上的個(gè)數(shù)。4.如權(quán)利要求3所述的一種用于三維掃描裝置的掃描架，其特征在于:所述底圈上均勻設(shè)有8個(gè)以上攝像頭，頂圈上均勻設(shè)有4個(gè)以上掃描頭。5.如權(quán)利要求3所述的一種用于三維掃描裝置的掃描架，其特征在于:所述底圈上均勻設(shè)有36個(gè)攝像頭，頂圈上均勻設(shè)有12個(gè)掃描頭。6.如權(quán)利要求3所述的一種用于三維掃描裝置的掃描架，其特征在于:所述底圈上攝像頭水平安裝，所述頂圈上的攝像頭傾斜安裝，向下傾斜角為20~45°。7.如權(quán)利要求1所述的一種用于三維掃描裝置的掃描架，其特征在于:所述攝像頭通過(guò)連接臂安裝在支架上，圖像處理模塊固定安裝在連接桿上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于三維掃描裝置的掃描架，包括活動(dòng)安裝在三維掃描裝置立柱上的支架，均勻安裝在支架上的若干個(gè)掃描頭，以及安裝在支架上的電源模塊和交換機(jī)，所述支架為環(huán)形或多邊形，所述掃描頭頂部設(shè)有攝像頭，攝像頭正對(duì)支架中心，所述攝像頭與圖像處理模塊相連，圖像處理模塊通過(guò)交換機(jī)與三維掃描裝置控制箱連接，電源模塊為掃描頭供電。上述結(jié)構(gòu)的三維掃描裝置掃描架具有掃描速度快，精度高，且操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
【IPC分類】G01B11/24
【公開(kāi)號(hào)】CN205014960
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520667488
【發(fā)明人】張靖, 金良, 金偉剛, 陳明, 傅志強(qiáng), 金杰, 曾祥偉, 馮祺凱, 王迪龍
【申請(qǐng)人】紹興迅實(shí)電子科技有限公司, 東莞智維立體成型股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年8月31日