CN110595391A - 一种十字线结构光双目视觉扫描装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种十字线结构光双目视觉扫描装置，支撑杆竖直的设置在支撑平台的边缘处，支撑杆的侧面设有滑轨，第一连接部件和第二连接部件由上至下滑动连接在支撑杆的滑轨上；伺服电机固定在第一连接部件上，线激光器固定在伺服电机的联轴器上，伺服电机通过所述联轴器驱动线激光器转动；第一相机和第二相机设置在第二连接部件上且以线激光器为轴对称的位于线激光器的两侧。本新型的线激光器提供光线，伺服电机可带动线激光器转动，第一相机和第二相机分别位于线激光器的两侧，形成双目视觉扫描结构，且可通过连接部件调节相机和线激光器的角度，较单目的视觉扫描结构拍摄范围更广，解决了单目结构光存在表面被部分遮挡情况。
Description
技术领域
本发明主要涉及视觉三维图像构建技术领域，具体涉及一种十字线结构光双目视觉扫描装置。
背景技术
随着我国加工业和制造业的飞速发展以及现代检测技术的不断进步，在工业测量领域中，复杂表面形貌零部件的三维测量技术逐渐成为研究重点。以激光三角法为原理的线结构光三维测量技术具有高精度、易扩展、鲁棒性强等特点，已成为非接触式三维测量中应用最广泛、最具有发展前景的技术。传统单相机线结构光三维测量面对较复杂的被测工件时，存在表面被部分遮挡情况，导致了测量数据不完整的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种十字线结构光双目视觉扫描装置。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种十字线结构光双目视觉扫描装置，包括支撑平台、支撑杆、第一连接部件、第二连接部件、伺服电机、线激光器、第一相机和第二相机，
所述支撑平台为方形板状结构，所述支撑杆竖直的设置在所述支撑平台的边缘处，所述支撑杆的侧面设有滑轨，所述第一连接部件和所述第二连接部件由上至下滑动连接在所述支撑杆的滑轨上并定位；所述伺服电机固定在所述第一连接部件上且靠近所述支撑平台的一侧，所述线激光器固定在所述伺服电机的联轴器上，所述伺服电机通过所述联轴器驱动所述线激光器转动；
所述第一相机和第二相机设置在所述第二连接部件上且以所述线激光器为轴对称的位于所述线激光器的两侧。
本发明的有益效果是：将被测物体放置在支撑平台上，线激光器提供光线，伺服电机可带动线激光器转动，第一相机和第二相机分别位于线激光器的两侧，形成双目视觉扫描结构，且可通过第一连接部件和第二连接部件调节相机和线激光器的角度，较单目的视觉扫描结构拍摄范围更广，解决了单目结构光存在表面被部分遮挡情况。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述第一连接部件包括第一滑块、第一滑轮和第一固定支架，所述第一滑块通过所述第一滑轮与所述支撑杆的滑轨滑动连接；所述第一固定支架为L型板状结构，所述第一固定支架的竖直端贴合在所述第一滑块的表面，其水平端向所述支撑平台的中心处延伸；所述伺服电机固定在所述第一固定支架的水平端处。
采用上述进一步方案的有益效果是：第一滑块与滑轨滑动连接，带动伺服电机和连接在伺服电机上的线激光器共同上下滑动，来调节光线角度。
进一步，所述第一连接部件还包括第一锁止部件，所述第一锁止部件横向贯穿于所述第一滑块并与所述第一滑块螺纹连接，拧紧所述第一锁止部件使其一端抵接在所述支撑杆上，将所述第一滑块固定在所述支撑杆上。
采用上述进一步方案的有益效果是：当第一滑块滑到滑轨的预定位置时，通过第一锁止部件将第一滑块固定在支撑杆上，使其不再滑动。
进一步，所述第二连接部件包括第二滑块、第二滑轮、第二固定支架、第一转盘部件和第二转盘部件，所述第二滑块通过所述第二滑轮与所述支撑杆的滑轨滑动连接，所述第二固定支架为矩形板状结构，所述第二固定支架的中部固定在所述第二滑块上；
所述第一转盘部件包括第一连接块和与所述第一连接块转动连接的第一刻度转动盘，所述第二转盘部件包括第二连接块和与所述第二连接块转动连接的第二刻度转动盘；所述第一连接块和所述第二连接块固定在所述第二固定支架上且以所述线激光器为轴对称的位于所述线激光器的两侧，所述第一相机与所述第一刻度转动盘固定连接，所述第二相机与所述第二刻度转动盘固定连接；所述第一刻度转动盘和所述第二刻度转动盘的外表面上周向的设有刻度。
采用上述进一步方案的有益效果是：第二滑块与滑轨滑动连接，带动第一相机和第二相机共同上下滑动，来上下调节拍摄角度，并且通过第一转盘部件和第二转盘部件水平转动，来调节拍摄角度，扩大拍摄范围。
进一步，所述第二连接部件还包括第二锁止部件，所述第二锁止部件横向贯穿于所述第二滑块并与所述第二滑块螺纹连接，拧紧所述第二锁止部件使其一端抵接在所述支撑杆上，将所述第二滑块固定在所述支撑杆上。
采用上述进一步方案的有益效果是：当第二滑块滑到滑轨的预定位置时，通过第二锁止部件将第二滑块固定在支撑杆上，使其不再滑动。
进一步，所述第一转盘部件还包括第一转盘锁止部件，所述第一转盘锁止部件竖直贯穿于所述第一刻度转动盘并与所述第一刻度转动盘螺纹连接，拧紧所述第一转盘锁止部件使其一端抵接在所述第一连接块上；
所述第二转盘部件还包括第二转盘锁止部件，所述第二转盘锁止部件竖直贯穿于所述第二刻度转动盘并与所述第二刻度转动盘螺纹连接，拧紧所述第二转盘锁止部件使其一端抵接在所述第二连接块上。
进一步，所述扫描装置还包括用于将所述第一相机采集的数据传输至外部处理设备的第一数据线，所述第一数据线与所述第一相机的输出端口连接；
所述扫描装置还包括用于将所述第二相机采集的数据传输至所述外部处理设备的第二数据线，所述第二数据线与所述第二相机的输出端口连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：可将第一相机和第二相机拍摄的图像数据通过数据线传输至外部处理设备进行数据分析处理。
附图说明
图1为本发明实施例提供的十字线结构光双目视觉扫描装置的结构示意图。
附图中，各标记所代表的部件名称如下：
1、支撑平台，2、支撑杆，3、伺服电机，4、线激光器，5、第一相机，6、第二相机，7、第一滑块，8、第一固定支架，9、第一锁止部件，10、第二滑块，11、第二固定支架，12、第一转盘部件，13、第二转盘部件，14、第二锁止部件，201、滑轨，301、联轴器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种十字线结构光双目视觉扫描装置，包括支撑平台1、支撑杆2、第一连接部件、第二连接部件、伺服电机3、线激光器4、第一相机5和第二相机6，
所述支撑平台1为方形板状结构，所述支撑杆2竖直的设置在所述支撑平台1的边缘处，所述支撑杆2的侧面设有滑轨201，所述第一连接部件和所述第二连接部件由上至下滑动连接在所述支撑杆2的滑轨201上并定位；所述伺服电机3固定在所述第一连接部件上且靠近所述支撑平台1的一侧，所述线激光器4固定在所述伺服电机3的联轴器301上，所述伺服电机3通过所述联轴器301驱动所述线激光器4转动；
所述第一相机5和第二相机6设置在所述第二连接部件上且以所述线激光器4为轴对称的位于所述线激光器4的两侧。
上述实施例中，将被测物体放置在支撑平台上，线激光器4提供光线，伺服电机可带动线激光器4转动，第一相机5和第二相机6分别位于线激光器4的两侧，形成双目视觉扫描结构，且可通过第一连接部件和第二连接部件调节相机和线激光器的角度，较单目的视觉扫描结构拍摄范围更广，解决了单目结构光存在表面被部分遮挡情况。
可选地，作为本发明的一个实施例，所述第一连接部件包括第一滑块7、第一滑轮和第一固定支架8，所述第一滑块7通过所述第一滑轮与所述支撑杆2的滑轨201滑动连接；所述第一固定支架8为L型板状结构，所述第一固定支架8的竖直端贴合在所述第一滑块7的表面，其水平端向所述支撑平台1的中心处延伸；所述伺服电机3固定在所述第一固定支架8的水平端处。
具体地，所述支撑杆2为长方体结构，所述第一滑块7为矩形框体结构，所述第一滑块7套在所述支撑杆2上。
上述实施例中，第一滑块7与滑轨201滑动连接，带动伺服电机3和连接在伺服电机3上的线激光器4共同上下滑动，来调节光线角度。
可选地，作为本发明的一个实施例，所述第一连接部件还包括第一锁止部件14，所述第一锁止部件14横向贯穿于所述第一滑块7并与所述第一滑块7螺纹连接，拧紧所述第一锁止部件14使其一端抵接在所述支撑杆2上，将所述第一滑块7固定在所述支撑杆2上。
具体地，第一锁止部件9可为螺钉部件，所述第一滑块7上设有螺孔，将螺钉部件贯穿过螺孔，并抵接在所述支撑杆2上，防止第一滑块7向下滑动，且螺钉部件可设置多个，多个螺钉部件等间距的设置在第一滑块7上。
上述实施例中，当第一滑块7滑到滑轨201的预定位置时，通过第一锁止部件9将第一滑块7固定在支撑杆2上，使其不再滑动。
可选地，作为本发明的一个实施例，所述第二连接部件包括第二滑块10、第二滑轮、第二固定支架11、第一转盘部件12和第二转盘部件13，所述第二滑块10通过所述第二滑轮与所述支撑杆2的滑轨201滑动连接，所述第二固定支架11为矩形板状结构，所述第二固定支架11的中部固定在所述第二滑块10上；
所述第一转盘部件12包括第一连接块和与所述第一连接块转动连接的第一刻度转动盘，所述第二转盘部件13包括第二连接块和与所述第二连接块转动连接的第二刻度转动盘；所述第一连接块和所述第二连接块固定在所述第二固定支架11上且以所述线激光器4为轴对称的位于所述线激光器4的两侧，所述第一相机5与所述第一刻度转动盘固定连接，所述第二相机6与所述第第二刻度转动盘固定连接；所述第一刻度转动盘和所述第二刻度转动盘的外表面上周向的设有刻度。
具体地，所述支撑杆2为长方体结构，所述第二滑块10为矩形框体结构，所述第二滑块10套在所述支撑杆2上，且位于第一滑块7下方。
上述实施例中，第二滑块10与滑轨201滑动连接，带动第一相机5和第二相机6共同上下滑动，来上下调节拍摄角度，并且通过第一转盘部件12和第二转盘部件13水平转动，来调节拍摄角度，扩大拍摄范围。
可选地，作为本发明的一个实施例，所述第二连接部件还包括第二锁止部件9，所述第二锁止部件9横向贯穿于所述第二滑块10并、与所述第二滑块10螺纹连接，拧紧所述第二锁止部件9使其一端抵接在所述支撑杆2上，将所述第二滑块10固定在所述支撑杆2上。
具体地，第二锁止部件14可为螺钉部件，所述第二滑块10设有螺孔，将螺钉部件贯穿过螺孔，并抵接在所述支撑杆2上，防止第二滑块10向下滑动，且螺钉部件可设置多个，多个螺钉部件等间距的设置在第二滑块10上。
上述实施例中，当第二滑块10滑到滑轨201的预定位置时，通过第二锁止部件14将第二滑块10固定在支撑杆2上，使其不再滑动。
可选地，作为本发明的一个实施例，所述第一转盘部件12还包括第一转盘锁止部件，所述第一转盘锁止部件竖直贯穿于所述第一刻度转动盘并与所述第一刻度转动盘螺纹连接，拧紧所述第一转盘锁止部件使其一端抵接在所述第一连接块上；
所述第二转盘部件13还包括第二转盘锁止部件，所述第二转盘锁止部件竖直贯穿于所述第二刻度转动盘并与所述第二刻度转动盘螺纹连接，拧紧所述第二转盘锁止部件使其一端抵接在所述第二连接块上。
可选地，作为本发明的一个实施例，所述扫描装置还包括用于将所述第一相机5采集的数据传输至外部处理设备的第一数据线，所述第一数据线与所述第一相机5的输出端口连接；
所述扫描装置还包括用于将所述第二相机6采集的数据传输至所述外部处理设备的第二数据线，所述第二数据线与所述第二相机6的输出端口连接。
上述实施例中，可将第一相机5和第二相机6拍摄的图像数据通过数据线传输至外部处理设备进行数据分析处理。
本装置操作方法如下：
两台相机固定在支架刻度转盘上，可以根据测量物体需要准确调整连个相机角度，确保被测物在公共视场内，对被测物进行拍摄。同时，控制伺服电机匀速转动，带动线激光器旋转，线激光光条沿光轴旋转360，完成对被测物表面扫描。线激光未打开时，首先分别用双目相机(即第一相机和第二相机)拍摄一张原始图像；当打开线激光，同时电机未转动时，双目相机分别拍摄一幅光条图像；当开始转动时，外部编码器记录电机转动角度，双目相机开始按一定的频率拍照，当电机转动完一周，电机停止转动，双目相机停止拍照。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种十字线结构光双目视觉扫描装置，其特征在于，包括支撑平台(1)、支撑杆(2)、第一连接部件、第二连接部件、伺服电机(3)、线激光器(4)、第一相机(5)和第二相机(6)，
所述支撑平台(1)为方形板状结构，所述支撑杆(2)竖直的设置在所述支撑平台(1)的边缘处，所述支撑杆(2)的侧面设有滑轨(201)，所述第一连接部件和所述第二连接部件由上至下滑动连接在所述支撑杆(2)的滑轨(201)上并定位；所述伺服电机(3)固定在所述第一连接部件上且靠近所述支撑平台(1)的一侧，所述线激光器(4)固定在所述伺服电机(3)的联轴器(301)上，所述伺服电机(3)通过所述联轴器(301)驱动所述线激光器(4)转动；
所述第一相机(5)和第二相机(6)设置在所述第二连接部件上且以所述线激光器(4)为轴对称的位于所述线激光器(4)的两侧。
2.根据权利要求1所述的十字线结构光双目视觉扫描装置，其特征在于，所述第一连接部件包括第一滑块(7)、第一滑轮和第一固定支架(8)，所述第一滑块(7)通过所述第一滑轮与所述支撑杆(2)的滑轨(201)滑动连接；所述第一固定支架(8)为L型板状结构，所述第一固定支架(8)的竖直端贴合在所述第一滑块(7)的表面，其水平端向所述支撑平台(1)的中心处延伸；所述伺服电机(3)固定在所述第一固定支架(8)的水平端处。
3.根据权利要求2所述的十字线结构光双目视觉扫描装置，其特征在于，所述第一连接部件还包括第一锁止部件(14)，所述第一锁止部件(14)横向贯穿于所述第一滑块(7)并与所述第一滑块(7)螺纹连接，拧紧所述第一锁止部件(14)使其一端抵接在所述支撑杆(2)上，将所述第一滑块(7)固定在所述支撑杆(2)上。
4.根据权利要求1所述的十字线结构光双目视觉扫描装置，其特征在于，所述第二连接部件包括第二滑块(10)、第二滑轮、第二固定支架(11)、第一转盘部件(12)和第二转盘部件(13)，所述第二滑块(10)通过所述第二滑轮与所述支撑杆(2)的滑轨(201)滑动连接，所述第二固定支架(11)为矩形板状结构，所述第二固定支架(11)的中部固定在所述第二滑块(10)上；
所述第一转盘部件(12)包括第一连接块和与所述第一连接块转动连接的第一刻度转动盘，所述第二转盘部件(13)包括第二连接块和与所述第二连接块转动连接的第二刻度转动盘；所述第一连接块和所述第二连接块固定在所述第二固定支架(11)上且以所述线激光器(4)为轴对称的位于所述线激光器(4)的两侧，所述第一相机(5)与所述第一刻度转动盘固定连接，所述第二相机(6)与所述第二刻度转动盘固定连接；所述第一刻度转动盘和所述第二刻度转动盘的外表面上周向的设有刻度。
5.根据权利要求4所述的十字线结构光双目视觉扫描装置，其特征在于，所述第二连接部件还包括第二锁止部件(9)，所述第二锁止部件(9)横向贯穿于所述第二滑块(10)并与所述第二滑块(10)螺纹连接，拧紧所述第二锁止部件(9)使其一端抵接在所述支撑杆(2)上，将所述第二滑块(10)固定在所述支撑杆(2)上。
6.根据权利要求4所述的十字线结构光双目视觉扫描装置，其特征在于，所述第一转盘部件(12)还包括第一转盘锁止部件，所述第一转盘锁止部件竖直贯穿于所述第一刻度转动盘并与所述第一刻度转动盘螺纹连接，拧紧所述第一转盘锁止部件使其一端抵接在所述第一连接块上；
所述第二转盘部件(13)还包括第二转盘锁止部件，所述第二转盘锁止部件竖直贯穿于所述第二刻度转动盘并与所述第二刻度转动盘螺纹连接，拧紧所述第二转盘锁止部件使其一端抵接在所述第二连接块上。
7.根据权利要求1至6任一项所述的十字线结构光双目视觉扫描装置，其特征在于，所述扫描装置还包括用于将所述第一相机(5)采集的数据传输至外部处理设备的第一数据线，所述第一数据线与所述第一相机(5)的输出端口连接；
所述扫描装置还包括用于将所述第二相机(6)采集的数据传输至所述外部处理设备的第二数据线，所述第二数据线与所述第二相机(6)的输出端口连接。
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| CN110595391B (zh) | 2024-06-18 |
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