[实用新型]一种投影三维测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三维测量装置，具体涉及一种利用投影技术的三维测量装置。

背景技术

目前，现有的无阴影3维轮廓测量技术是双侧扫描测量方式。申请人株式会社高永科技，申请的专利号为200480003759.X的专利中公开如下技术特征：先是第一侧光源产生的平行光，经过光栅产生的结构光经过镜片反射后照射测量对象的一侧，另一侧光源也产生光栅结构光经过镜片反射后照射测量对象的另一侧，光栅移动后，两侧光源交替逐次扫描，图像采集装置依次采集图像，经过计算机计算出两侧的三维图实现无阴影3维测量。双侧扫描测量装置避免了阴影效应，同时存在几个缺陷：在物体底面边缘变化明显时，在两侧方向的交接处仍然有阴影影响，特别是在测量类似于圆形待测材料时，由于两副3维结果在拼接处，无重叠部分，造成待测材料旋转时，测量不精准。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，开发设计出一种测量更加精准的投影测量装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种投影三维测量装置，包括底座，底座上设有安装支架，底座上安装有用以带动检测头装置在测量对象上XYZ三方向移动的XYZ方向移动装置，检测头包括图像采集装置和投影装置，图像采集装置安装在被测对象上方，图像采集装置包括光电转换元件，投影装置安装在被测对象上方图像采集装置的一侧，检测头内设有控制器，控制器与所述图像采集装置和投影装置分别连接，至少三个所述的投影装置安装在支架上，并分布在被测物体的至少三侧。

一种投影三维测量装置，所述的投影装置均匀分布在被测物体的上方一侧。

一种投影三维测量装置，所述的投影装置包括发光装置，发光装置下方平行设置有用于产生条纹图案结构光的结构光调制部件；结构光调制部件下方平行设置用于将光栅图案投影到测量对象表面的投影透镜组；所述的控制器由图像采集单元、投影控制单元、计算和数据存储单元通过总线连接构成；图像采集单元的信号输入端与光电转换元件的信号输出端连接；投影控制单元的信号输出端分别与平行光源部件、结构光调制部件的信号输出端连接。

一种投影三维测量装置，所述的投影装置下安装有环形光源，所述的控制器内设有环形光控制单元，环形光源的控制信号输入端与环形光控制单元连接。

一种投影三维测量装置，所述发光装置为用于产生发射白光的LED光源和用于产生平行光的平行光源部件。

一种投影三维测量装置，所述平行光源部件由发光元件和透镜依次平行排布。

一种投影三维测量装置，所述结构光调制部件由前偏振片、透射型显示元件和后偏振片依次平行排布。

一种投影三维测量装置，其特征在于所述投影透镜组由前投影透镜组和后投影透镜组依次平行排布。

本实用新型在测量时，每个投影装置发出白色结构光，依次照射在测量对象上，彩色图像采集部件依次采集从测量对象反射出的从3个角度上照射的结构光，计算单元计算出3个角度的三维测量结果，由于从三个角度获得被测物体的各方位图像，可以全面的覆盖被测物体的每个方位，从而取得高抗干扰3D测量结果，能够提高对被测物体三维测量的精度。

附图说明

图1为主视结构示意图。

图2为俯视结构示意图。

具体实施方式

参见附图所示。

投影三维测量装置，包括底座41，底座41上设有安装支架，底座41上安装有用以带动检测头装置在测量对象上XYZ三方向移动的XYZ方向移动装置，检测头包括图像采集装置20、投影装置10和环形光源30，图像采集装置20安装在被测对象40上方，图像采集装置20包括光电转换元件20a，三个投影装置10安装在被测对象40上方图像采集装置20的一侧并且均匀分布，投影装置10下安装有环形光源30。投影装置10包括用于产生和发射白光的LED光源11a和平行光源部件11b，LED光源11a下方平行设置平行光源部件11b；平行光源部件11b下方平行设置由前偏振片12、透射型显示元件13和后偏振片14依次平行排布用于产生条纹图案结构光的结构光调制部件；结构光调制部件下方平行设置由前投影透镜组15a和后投影透镜15b组依次平行排布用于将光栅图案投影到测量对象表面的投影透镜组15；控制器1由图像采集单元1a、投影控制单元1b、环形光控制单元1c、计算和存储单元1d通过总线1e连接构成；图像采集单元1a的信号输入端与光电转换元件20a的信号输出端连接；投影控制单元1b的信号输出端分别与平行光源部件11b、前偏振片12、透射型显示元件13和后偏振片14的信号输出端连接。环形光源30的控制信号输入端与环形光控制单元1c连接。

在测量时，控制器1设定三个投影装置10处于白光投影状态，顺序开启和关闭三个角度投影装置10逐次测量，图像采集装置20依次拍照，经相位解调后得知测量对象的高度值。三相位条纹结构光方式，需采集九张图片，即为3N次采集；四相位条纹结构光方式，需采集十二张图片，即为3N次采集。依次取得三次高度测量结果，在求平均值时，根据灰度极限要求剔除阴影值。实现高精度高抗干扰高度测量。