[发明专利]用来测量几何特征的测量系统和测量方法

说明书

本发明公开了用来测量几何特征的测量系统和测量方法。该测量系统包括：发光单元，用来发出准直光束；前透镜，用来反射部分所述准直光束来发射结构光的前聚焦光环至被测对象来获得来自所述被测对象的前反射光环，并且用来允许部分准直光束通过；后透镜，在光传播路径上位于所述前透镜的下游，用来反射至少部分通过所述前透镜的所述准直光束来发射所述结构光的后聚焦光环至所述被测对象来获得来自所述被测对象的后反射光环；成像单元，用来记录所述前反射光环和所述后反射光环的组合图像；及处理单元，连接于所述成像单元，用来根据所述组合图像获得所述被测对象的至少一个几何特征。本发明还涉及一种用来测量被测对象的几何特征的测量方法。

技术领域

本发明有关一种测量系统和测量方法，尤其涉及一种测量被测对象的几何特征的测量系统和测量方法。

背景技术

测量被测对象的几何特征时往往存在诸多的挑战，例如测量空腔的内表面、开口表面、两边缘之间的间隙、横截面的半径或两个面之间的阶梯。目前的测量系统包括发光源发射光束至透镜，例如锥形镜。透镜反射光束形成聚焦光环照射被测对象，被测对象的表面反射聚焦光环形成反射光环。测量系统根据反射光环获得被测对象的几何特征。然而，利用单聚焦光环来测量几何特征的测量系统具有其局限性，如此单次测量仅可以获得被测对象的一个横截面的轮廓。当聚焦光环所在的平面与被测对象的被测表面成非90度的角时，很难获得准确的几何特征。

因此，有必要提供一种测量系统和方法来解决上面提及的至少一个技术问题。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种测量系统。该测量系统包括：发光单元，用来发出准直光束；前透镜，用来反射部分所述准直光束来发射结构光的前聚焦光环至被测对象来获得来自所述被测对象的前反射光环，并且用来允许部分准直光束通过；后透镜，在光传播路径上位于所述前透镜的下游，用来反射至少部分通过所述前透镜的所述准直光束来发射所述结构光的后聚焦光环至所述被测对象来获得来自所述被测对象的后反射光环；成像单元，用来记录所述前反射光环和所述后反射光环的组合图像；及处理单元，连接于所述成像单元，用来根据所述组合图像获得所述被测对象的至少一个几何特征。

本发明的另一个方面在于提供一种测量系统。该测量系统包括：发光单元，用来发出准直光束；结构光产生单元，用来产生结构光，包括：前锥形反射面，用来反射部分所述准直光束形成所述结构光的前聚焦光环来获得前反射光环，并且用来允许部分准直光束通过；及后锥形反射面，用来反射至少部分通过所述前锥形反射面的所述准直光束形成所述结构光的后聚焦光环来获得后反射光环。该测量系统还包括成像单元，用来记录所述前反射光环和所述后反射光环的组合图像；及处理单元，连接于所述成像单元，用来根据所述组合图像获得被测对象的至少一个几何特征。

本发明的另一个方面在于提供一种测量方法。该测量方法包括步骤：发出准直光束；反射部分所述准直光束来发射结构光的前聚焦光环至被测对象来获得前反射光环，并且使得部分准直光束通过；反射至少部分通过的所述准直光束产生并发射所述结构光的后聚焦光环至所述被测对象来获得后反射光环；记录所述前反射光环和所述后反射光环的组合图像；及根据所述组合图像获得所述被测对象的至少一个几何特征。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1所示为本发明测量系统的一个实施例的示意图；

图2所示为本发明组合图像和单独图像的一个实施例的示意图；

图3所示为本发明测量系统的另一个实施例的示意图；

图4所示为本发明测量系统的另一个实施例的示意图；

图5所示为本发明测量系统的结构光产生单元的一个实施例的示意图；

图6所示为本发明结构光产生单元的另一个实施例的示意图；