CN217155290U - 一种2d与3d结合的视觉测量传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种2D与3D结合的视觉测量传感器，包括支撑杆，所述支撑杆外壁设有CCD相机，所述CCD相机底端设有远心镜头，所述远心镜头底端套设有环形光源，所述环形光源下方设有待测物本体，所述支撑杆底端对称设有侧板，两个所述侧板之间转动设有转轴，所述支撑杆下方远离所述CCD相机一端设有结构光投影仪。本实用新型通过设置支撑杆、CCD相机、远心镜头、环形光源、侧板、待测物本体和转轴，将2D和3D测量技术相结合，可以使本3D传感器既可以高精度测得物体表面的高度信息，还可以获得精确的3D边缘尺寸，增强了3D传感器的适应性，使其可以满足复杂的多样化的测量需求，可以良好的适应各种复杂的检测需求。

Description

一种2D与3D结合的视觉测量传感器

技术领域

本实用新型涉及光学测量传感器技术领域，具体为一种2D与3D结合的视觉测量传感器。

背景技术

一般的3D测量传感器存在光照条件不良，拍摄的2D图像存在畸变等原因，限制了3D传感器的多样化应用。

2D测量技术是根据图像灰度和对比度等特征提供测量结果的，照明条件发生变化可能导致拍到的图像效果也发生变化，产生边缘测量误差。一般的3D传感器是应用结构光的调制变形检测物体的深度信息，因此对于照明条件的要求不高，抗环境干扰能力强，没有辅助照明***，无法提供2D测量所需的稳定良好的光照条件。另外3D传感器通常使用一般的工业镜头成像，一般的工业镜头成像存在畸变，即实物大小与图像传感器成像大小存在差异，导致2D测量结果不准确。由于以上各种因素的影响，一般的3D传感器的主要检测对象就是物体的深度信息，而不能进行精确的2D边缘检测，不能实现2D图像的准确定位。

所以现有的光学测量传感器，在使用过程中适用性较低，无法适应各种复杂的检测需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种2D与3D结合的视觉测量传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种2D与3D结合的视觉测量传感器，包括支撑杆，所述支撑杆外壁设有CCD相机，所述CCD相机底端设有远心镜头，所述远心镜头底端套设有环形光源，所述环形光源下方设有待测物本体，所述支撑杆底端对称设有侧板，两个所述侧板之间转动设有转轴，所述支撑杆下方远离所述CCD相机一端设有结构光投影仪。

进一步的，所述转轴外壁一端延伸至所述侧板外侧设有电机，所述转轴外壁套设有固定座，所述固定座内壁滑动设有固定块，所述固定座内壁对称设有凹槽，所述凹槽内壁转动设有连杆，所述连杆外壁一端设有弹簧，所述连杆外壁另一端设有卡块。

进一步的，所述固定座位于两个所述侧板之间，所述固定座底部设有与所述固定块相匹配的放置槽，所述结构光投影仪设于所述固定块底端，对结构光投影仪进行支撑。

进一步的，所述连杆内壁通过转轴与所述凹槽转动，所述连杆套设于所述转轴外壁，所述转轴外壁两端均与所述凹槽内壁转动连接，所述固定块内壁对称设有卡槽，所述卡块与所述卡槽相匹配，通过连杆控制卡块。

进一步的，所述弹簧外壁远离所述连杆一端与所述凹槽连接，所述连杆外壁延伸至所述卡槽内壁设有所述卡块，弹簧、连杆和卡块相配合。

进一步的，所述电机的输出轴与所述转轴连接，所述电机顶端设有顶板，所述顶板外壁与靠近电机的其中一个所述侧板外壁连接，对电机进行支撑。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

1、本实用新型通过设置支撑杆、CCD相机、远心镜头、环形光源、侧板、结构光投影仪、待测物本体和转轴，可以使本3D传感器既可以高精度测得物体表面的高度信息，还可以获得精确的3D边缘尺寸，增强了3D传感器的适应性，使其可以满足复杂的多样化的测量需求，可以良好的适应各种复杂的检测需求。

2、本实用新型通过设置连杆、固定块、卡槽、侧板、凹槽、转轴、固定座、弹簧和电机，可以使得固定块固定在固定座内，完成对结构光投影仪快速固定和拆卸，固定块带动结构光投影仪转动，从而对结构光投影仪的角度进行调节。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型整体的结构示意图；

图2是本实用新型部分的主视剖面图；

图3是本实用新型图2中A处的放大示意图；

图4是本实用新型中侧板的结构示意图；

图中：1、支撑杆；2、CCD相机；3、远心镜头；4、环形光源；5、待测物本体；6、侧板；7、转轴；8、结构光投影仪；9、电机；10、固定座；11、固定块；12、凹槽；13、连杆；14、弹簧；15、卡块；16、卡槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图4，本实用新型提供技术方案：一种2D与3D结合的视觉测量传感器，包括支撑杆1，所述支撑杆1外壁设有CCD相机2，所述CCD相机2底端设有远心镜头3，所述远心镜头3底端套设有环形光源4，所述环形光源4下方设有待测物本体5，所述支撑杆1底端对称设有侧板6，两个所述侧板6之间转动设有转轴7，所述支撑杆1下方远离所述CCD相机2一端设有结构光投影仪8。

具体实施方式为：使用时，第一，进行3D测量时，打开结构光投影仪8，投射结构光图案到待测物本体5的表面，由于待测物本体5表面高低不平，结构光图案发生弯曲变形，变形后的图案经过远心镜头3成像，CCD相机2采集图案信息传到外接计算机上，通过一定的算法和图像处理技术还原出被测物的表面三维结构信息，进而可以在测量软件中测得被测物表面的深度尺寸，由于远心镜头3在测量范围内成像放大倍率不变，无视差的特点，使测得的三维结构更准确，精度更高。为了进一步优化3D测量效果，结构光投影镜头也可以使用远心镜头3，由于远心镜头3投射到被测物表面的光是平行光，可以保证被测物表面横坐标位置不同的特征与投射光的夹角相同，消除图像的横向拉伸变形，有利于提高测量精度，第二，对图像进行2D定位或者需要对物体进行高精度的边缘轮廓检测时，结构光投影仪8是关闭状态，打开环形光源4，使待测物本体5表面光照均匀，亮度合适，通过远心镜头3成像，CCD相机2采集图像，应用计算机分析图像的灰度或对比度特征测得待测物本体5的2D边缘轮廓信息，由于远心镜头3畸变很小，没有视差的成像特点，使获得的2D图像效果亮度几乎完全一致，可以保证2D测量的准确性和高精度，本案例在3D测量技术的结构上使用远心镜头3成像，增加一个环形光源4，将2D和3D测量技术相结合，使本3D传感器既可以高精度测得物体表面的高度信息，还可以获得精确的2D边缘尺寸，增强了3D传感器的适应性，使其可以满足复杂的多样化的测量需求，可以良好的适应各种复杂的检测需求。

请参阅图1-图3，本实用新型提供技术方案：一种2D与3D结合的视觉测量传感器，所述转轴7外壁一端延伸至所述侧板6外侧设有电机9，所述转轴7外壁套设有固定座10，所述固定座10内壁滑动设有固定块11，所述固定座10内壁对称设有凹槽12，所述凹槽12内壁转动设有连杆13，所述连杆13外壁一端设有弹簧14，所述连杆13外壁另一端设有卡块15，所述固定座10位于两个所述侧板6之间，所述固定座10底部设有与所述固定块11相匹配的放置槽，所述结构光投影仪8设于所述固定块11底端，将固定块11***固定座10，完成对结构光投影仪8的固定，对结构光投影仪8进行支撑，所述连杆13内壁通过转轴7与所述凹槽12转动，所述连杆13套设于所述转轴7外壁，所述转轴7外壁两端均与所述凹槽12内壁转动连接，所述固定块11内壁对称设有卡槽16，所述卡块15与所述卡槽16相匹配，连杆13带动卡块15进入或脱离卡槽16，通过连杆13控制卡块15，所述弹簧14外壁远离所述连杆13一端与所述凹槽12连接，所述连杆13外壁延伸至所述卡槽16内壁设有所述卡块15，弹簧14、连杆13和卡块15相配合，所述电机9的输出轴与所述转轴7连接，所述电机9顶端设有顶板，所述顶板外壁与靠近电机9的其中一个所述侧板6外壁连接，电机9的输出轴带转轴7转动，对电机9进行支撑。

具体实施方式为：使用时，向内按动连杆13上端，使得连杆13进入完全凹槽12内，弹簧14受到挤压而收缩，同时，连杆13带动卡块15脱离卡槽16，将固定块11***固定座10，同时撤去按压连杆13的力，弹簧14张开带动连杆13复位，连杆13带动卡块15进入卡槽16，使得固定块11固定在固定座10内，完成对结构光投影仪8的固定，电机9的输出轴带转轴7转动，转轴7带动固定座10转动，固定座10带动固定块11，固定块11带动结构光投影仪8转动，从而对结构光投影仪8的角度进行调节。

本实用新型的工作原理：

参照说明书附图1-附图4，本实用新型通过设置支撑杆1、CCD相机2、远心镜头3、环形光源4、侧板6、结构光投影仪8、待测物本体5和转轴7，可以使本3D传感器既可以高精度测得物体表面的高度信息，还可以获得精确的2D边缘尺寸，增强了3D传感器的适应性，使其可以满足复杂的多样化的测量需求，可以良好的适应各种复杂的检测需求。

进一步的，参照说明书附图1-附图3，本实用新型通过设置连杆13、固定块11、卡槽16、侧板6、凹槽12、转轴7、固定座10、弹簧14和电机9，可以使得固定块11固定在固定座10内，完成对结构光投影仪8快速固定和拆卸，固定块11带动结构光投影仪8转动，从而对结构光投影仪8的角度进行调节。

Claims (6)

1.一种2D与3D结合的视觉测量传感器，包括支撑杆(1)，其特征在于：所述支撑杆(1)外壁设有CCD相机(2)，所述CCD相机(2)底端设有远心镜头(3)，所述远心镜头(3)底端套设有环形光源(4)，所述环形光源(4)下方设有待测物本体(5)，所述支撑杆(1)底端对称设有侧板(6)，两个所述侧板(6)之间转动设有转轴(7)，所述支撑杆(1)下方远离所述CCD相机(2)一端设有结构光投影仪(8)。

2.根据权利要求1所述的一种2D与3D结合的视觉测量传感器，其特征在于：所述转轴(7)外壁一端延伸至所述侧板(6)外侧设有电机(9)，所述转轴(7)外壁套设有固定座(10)，所述固定座(10)内壁滑动设有固定块(11)，所述固定座(10)内壁对称设有凹槽(12)，所述凹槽(12)内壁转动设有连杆(13)，所述连杆(13)外壁一端设有弹簧(14)，所述连杆(13)外壁另一端设有卡块(15)。

3.根据权利要求2所述的一种2D与3D结合的视觉测量传感器，其特征在于：所述固定座(10)位于两个所述侧板(6)之间，所述固定座(10)底部设有与所述固定块(11)相匹配的放置槽，所述结构光投影仪(8)设于所述固定块(11)底端。

4.根据权利要求2所述的一种2D与3D结合的视觉测量传感器，其特征在于：所述连杆(13)内壁通过转轴(7)与所述凹槽(12)转动，所述连杆(13)套设于所述转轴(7)外壁，所述转轴(7)外壁两端均与所述凹槽(12)内壁转动连接，所述固定块(11)内壁对称设有卡槽(16)，所述卡块(15)与所述卡槽(16)相匹配。

5.根据权利要求4所述的一种2D与3D结合的视觉测量传感器，其特征在于：所述弹簧(14)外壁远离所述连杆(13)一端与所述凹槽(12)连接，所述连杆(13)外壁延伸至所述卡槽(16)内壁设有所述卡块(15)。

6.根据权利要求2所述的一种2D与3D结合的视觉测量传感器，其特征在于：所述电机(9)的输出轴与所述转轴(7)连接，所述电机(9)顶端设有顶板，所述顶板外壁与靠近电机(9)的其中一个所述侧板(6)外壁连接。

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