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专利名称：一种投影三维测量装置的制作方法
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，所述的投影装置均勻分布在被测物体的上方一侧。—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。[0011]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。

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 的一侧并且均勻分布，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1 Ia和平行光源部件1 Ib，LED光源1 Ia下方平行设置平行光源部件1 Ib ； 平行光源部件lib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la、投影控制单元lb、环形光控制单元lc、计算和存 储单元Id通过总线Ie连接构成；图像采集单元Ia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Ib的信号输出端分别与平行光源部件lib、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Ic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。
权利要求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，其特征在于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。
2.根据权利要求1所述的一种投影三维测量装置，其特征在于所述的投影装置均勻分 布在被测物体的上方一侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种投影三维测量装置，其特征在于所述的投影装置包 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。
4.根据权利要求1或2所述的一种投影三维测量装置，其特征在于所述的投影装置下 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。
5.根据权利要求3所述的一种投影三维测量装置，其特征在于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。
6.根据权利要求5所述的一种投影三维测量装置，其特征在于所述平行光源部件由发 光元件和透镜依次平行排布。
7.根据权利要求3所述的一种投影三维测量装置，其特征在于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。
8.根据权利要求3所述的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。
专利摘要本实用新型涉及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，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。本实用新型能更加精准的实现物体的三维测量。
文档编号G01B11/25GK201561742SQ200920180789
公开日2010年8月25日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者姚征远 申请人:姚征远