[发明专利]基于面结构光扫描的手持式车辆变形参数测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于面结构光扫描的手持式车辆变形参数测量装置及测量方法，属于汽车结构光扫描测量技术领域。

背景技术

在处理交通事故中，事故现场大量、真实的证据是判定事故发生过程、分析事故成因、认定事故责任的基础。由于交通事故多发生在交通量较大的地段，为尽量缩短事故现场对正常交通活动和交通秩序的干扰时间，避免连锁事故的发生，防止证据的丢失，必须快速进行事故现场调查，减小交通阻塞的时间。目前，我国交通事故现场处理多为人工测量距离和各种有关数据，这种方法受人为影响因素较多，容易导致漏测、误测等现象的发生。此外，事故现场的资料存储、建档和检索很不方便，现场破坏后无法再次做校验测量，虽然现在交警勘查交通事故也采用了数码相机，但仍局限于事故现场影像记录，无法利用所拍摄照片恢复场景的三维信息。因此，针对汽车发生交通事故后，研制事故变形车辆的三维扫描系统，通过和车辆原始的CAD数据进行比对，定量的分析车辆的受损程度（精确到mm级），以便为交通事故快速、准确、公正的裁决提供更科学的数据。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于面结构光扫描的手持式车辆变形参数测量装置及测量方法，能够在非接触的情况下获得车辆变形表面三维模型数据，实现对事故现场车辆痕迹的快速勘查和高精度测量。

按照本发明提供的技术方案，所述基于面结构光扫描的手持式车辆变形参数测量装置，其特征是：包括手持结构光扫描模块、信号传输模块和数据处理终端，手持结构光扫描模块通过信号传输模块连接数据处理终端；

所述手持结构光扫描模块包括主框架，主框架外侧设置保护壳体，保护壳体上设置有手持便携结构；在所述主框架的前端安装用于投射结构光到物体表面形成干涉条纹的光机投影仪光芯，在主框架的前端左右两侧分别安装用于采集物体表面图像信息的左工业CCD相机和右工业CCD相机；在所述主框架内部安装主控板，光机投影仪光芯、左工业CCD相机和右工业CCD相机分别连接主控板；在所述主框架的后端设置接口板，接口板具有数据传输接口，左工业CCD相机、右工业CCD相机和光机投影仪光芯采集的图像信息和干涉条纹信息由接口板上的数据传输接口发送至数据处理终端。

进一步的，所述接口板上还具有电源接口，接口板的电源接口外接交流电或直流电源，通过电路启动主控板。

进一步的，所述光机投影仪光芯、左工业CCD相机和右工业CCD相机分别通过FPC线连接主控板。

进一步的，在所述手持便携结构的一侧设置用于控制投射结构光强度大小的光斑增亮按钮和光斑减暗按钮。

进一步的，在所述左工业CCD相机和右工业CCD相机的一侧分别设置风扇。

进一步的，所述光机投影仪光芯与散热块相连。

进一步的，所述信号传输模块采用航空数据线，该航空数据线的一端为USB接口，另一端为DC接口，DC接口与手持结构光扫描模块连接，USB接口与数据处理终端连接。

进一步的，所述保护壳体包括设置在主框架上下两侧的上外壳、下外壳以及设置于主框架前侧的前壳。

所述基于面结构光扫描的手持式车辆变形参数测量方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）数据处理终端发出扫描采集信号指令；

（2）信号传输模块接收数据处理终端发出的扫描采集信号指令并传输至手持结构光扫描模块；

（3）手持结构光扫描模块的左工业CCD相机和右工业CCD相机采集物体表面的图像信息，光机投影仪光芯投射结构光到物体表面形成干涉条纹获得干涉条纹信息；采集的图像信息和干涉条纹信息经信号传输模块回传至数据处理终端，数据处理终端对回传的信息进行解算得到物体表面各采样点的三维空间坐标。

进一步的，所述数据处理终端根据接收的图像信息粗略计算物体表面的空间三维坐标，再结合干涉条纹信息精确解算采样点的空间三维信息。

本发明具有如下优点：

（1）本发明通过非接触拍照式变形曲面测量，时间低速度快，不会破坏现场证据；

（2）本发明采用编码结构光干涉测量与图像立体匹配测量结合，测量精度高；

（3）本发明所述的手持式车辆变形参数测量装置采用手持便携式装置，可360°环绕测量。

附图说明

图1为本发明所述手持式车辆变形参数测量装置的示意图。

图2为所述结构光扫描模块的爆炸图。

图3为本发明所述手持式车辆变形参数测量装置的运行原理示意图。

图4为编码结构光设计图。