[发明专利]三维激光定位投影装置

说明书

本发明提供一种三维激光定位投影装置，该装置包括激光测距模块、双目立体视觉模块、激光投影模块和控制模块，其中激光测距模块用于扫描测量工件的特征，建立无合作靶标的工件与投影系统坐标转换关系，实现工件定位；双目立体视觉模块用于识别合作靶标并测量靶标位置，建立无合作靶标的工件与投影系统坐标转换关系，实现工件定位；激光投影模块用于定位后的投射三维激光图样，控制模块可以基于激光测距模块或双目立体视觉模块的信息控制激光投影模块将激光图样投射到靶标上。本发明采用视觉和激光测距两种定位方法，可实现既能有合作靶标工件的定位，也可实现无合作靶标工件的定位，实用性强，适应范围广。

技术领域

本发明涉及激光投影技术领域，尤其涉及一种三维激光定位投影装置。

背景技术

定位投影仪主要用于复合材料铺层、高精度零部件安装定位、图案喷涂等方面等工作，通过投射出的激光图样模型来辅助其它加工设备完成铺层、定位和喷涂等工作，定位投影仪能提高工作效率及精度，又能减少人为刻划误差和刻划漏项，实现飞机等重要装备制造生产过程数字化，保障系统的性能。

现有技术中的定位投影仪，通过激光对工件进行扫描，从而确定工件的距离实现定位，而激光扫描的方式在针对不同物件结构时，定位时间及效果存在一定的差异，从而影响到定位投影的工作。亟需一种针对不同结构工件能够进行快速精准定位投影的装置。

发明内容

本发明提供一种三维激光定位投影装置，用以解决现有技术中单一的激光扫描定位方式适用范围小的缺陷，实现对不同结构工件的快速精准定位投影，提高适用范围。

本发明提供一种三维激光定位投影装置，包括：

激光测距模块，包括测距激光光源、激光收发单元、扫描单元以及数据处理单元，用于扫描测量工件的特征，建立无合作靶标的工件与投影系统坐标转换关系，实现工件定位；

双目立体视觉模块，包括双目相机、图像处理单元以及计算单元，用于识别靶标和测量靶标位置，建立有合作靶标的工件与投影系统坐标转换关系，实现工件定位；

激光投影模块，包括投影激光光源、动态聚焦单元、投射单元，用于投射三维激光图样；

控制模块，包括电控单元，与所述激光测距模块、所述双目立体视觉模块以及所述激光投影模块连接，基于所述激光测距模块或所述双目立体视觉模块的信息控制所述激光投影模块将激光图样投射到靶标上。

根据本发明提供的三维激光定位投影装置，所述激光测距模块与所述双目立体视觉模块之间可切换独立运行，以对不同类型工件进行定位。

根据本发明提供的三维激光定位投影装置，所述控制模块基于所述双目立体视觉模块识别的靶标类型对所述激光测距模块与所述双目立体视觉模块进行切换。

根据本发明提供的三维激光定位投影装置，所述扫描单元和所述投射单元包括不同轴向设置的第一振镜和第二振镜，以及控制所述第一振镜和所述第二振镜的振镜驱动器。

根据本发明提供的三维激光定位投影装置，所述测距激光光源为绿光或红光激光器。

根据本发明提供的三维激光定位投影装置，所述测距激光光源为红光激光器或红外激光器，且测距激光光源的波长与所述投影激光光源的波长不同。

根据本发明提供的三维激光定位投影装置，所述动态聚焦单元包括准直镜、调焦镜和调焦控制器，所述调焦控制器连接所述电控单元。

根据本发明提供的三维激光定位投影装置，所述控制模块还包括信息存储单元和通讯单元，所述信息存储单元对定位投影信息进行存储，所述通讯单元用于远程连接外部控制终端。

根据本发明提供的三维激光定位投影装置，还包括壳体，所述壳体表面设有激光投影窗口，所述激光投影窗口的两侧设有双目相机窗口。