[发明专利]基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪

说明书

本发明提供了一种基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪，包括激光发射装置，激光偏转装置，激光线性漫射镜，工业镜头，移轴镜头模块，工业相机，嵌入式处理单元，防尘镜快换组件，设备外壳，航空插头。使用移轴镜头模块将相机成像平面由水平变换为倾斜，且成像平面与激光平面重合，从而确保本激光轮廓仪视野内激光线完全对焦，确保激光线在视野不同位置粗细一致，提高图像成像质量，提高激光轮廓仪测量景深，可以用于大景深高精度3维轮廓测量以及机器人高精度高动态跟踪引导领域。

技术领域

本发明涉及一种基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪。

背景技术

传统的单激光照射装置发射激光束至待测物体表面，由于物体表面不能达到绝对光滑会形成散斑效应，极大影响系统精度。

激光经由线性漫反射镜，线性漫反射器包括具有自由光谱范围的衍射光栅，平面光扇中的衍射线间距随着入射相干光的扫描角变化而变化，激光线性漫射镜将扇形激光光路矫正为同轴激光光路，大大减少散斑效应带来的影响。

同时传统相机受制于景深的影响不能很好的识别阶梯状等复杂类型工件，导致图像不能聚焦和识别，后续算法不能友好处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪。

为解决上述问题，本发明提供一种基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪，包括：

激光发射装置、激光偏转装置、激光线性漫射镜、工业镜头、移轴镜头模块、工业相机、嵌入式处理单元、防尘镜快换组件和设备外壳，其中，

所述激光发射装置的发射线激光作为主动光源，所述激光发射装置、激光偏转装置、激光线性漫反射器组合形成平面光扇投射到待测物体表面；

所述工业镜头的光轴与工业相机的感光芯片中心重合；移轴镜头模块通过改变工业镜头与工业相机的成像面夹角，改变工业相机的成像面位置；嵌入式处理单元，用于获取工业相机的图像并提取激光特征，通过TCP/IP对外发送测量结果；

所述激光发射装置、激光偏转装置、激光线性漫射镜、工业镜头、移轴镜头模块、工业相机、嵌入式处理单元和防尘镜快换组件封闭在所述设备外壳内；

所述防尘镜快换组件设置于所述设备外壳外的靠近所述激光线性漫射镜和工业镜头的一侧。

进一步的，在上述基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪中，所述移轴镜头模块将工业相机的成像平面由水平变换为倾斜，且成像平面与激光平面重合。

进一步的，在上述基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪中，所述激光线性漫射镜，用于将扇形激光光路矫正为同轴激光光路。

进一步的，在上述基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪中，所述激光线性漫射镜包括具有自由光谱范围的衍射光栅，所述平面光扇中的衍射线间距随着入射相干光的扫描角变化而变化。

进一步的，在上述基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪中，所述激光偏转装置，用于调节角度和位置，通过偏转激光将激光平面与对焦面重合。

进一步的，在上述基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪中，所述设备外壳达到IP65防护等级。

进一步的，在上述基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪中，所述防尘镜快换组件，包括：供手工拧开螺丝打开镜头盖板和设置于镜头盖板下的内防尘镜和滤光片。

进一步的，在上述基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪中，所述大景深激光轮廓仪的聚焦平面由铰链定律确定，以唯一确定对焦面位置，使对焦面与激光平面重合，使视野内所有激光束均可对焦。

进一步的，在上述基于移轴镜头的大景深激光轮廓仪中，所述大景深激光轮廓仪通过TCP/IP协议与机器人通信。