高分辨率主动结构光测量的折反射全向视觉系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种高分辨率主动结构光测量的折反射全向视觉系统，包括底座、顶盖、支撑杆、一个透视相机、多个网格激光器、曲面镜装置；所述底座和顶盖的同一侧分别有第一安装孔用于连接安装圆柱形支撑杆；底座中心位置有一个凹槽，所述凹槽按照透视相机尺寸设计，用来放置所述透视相机；底座外侧面有多个第二安装孔，所述多个第二安装孔均匀的分布在底座的侧面，分别用来放置所述多个网格激光器；顶盖的中心轴线、底座的中心轴线、曲面镜的中心轴线和透视相机光轴四轴共线。本实用新型专利技术结构紧凑，能有效减小视觉系统的尺寸规格；便于携带且易于安装。

【技术实现步骤摘要】
高分辨率主动结构光测量的折反射全向视觉系统
本技术涉及一种主动全向视觉测量
，具体涉及一种高分辨率主动结构光大水平方位视场折反射全向视觉测量系统。
技术介绍
在主动结构光视觉测量
，主动结构光折反射视觉系统因其具有非接触、大水平方位视场、增强纹理特征以及低特征匹配等优点而在工业检测、农业表型研究、生物识别以及机器人视觉测量与控制等领域具有广阔的应用前景。主动结构光折反射视觉系统包括成像设备、反射部件以及结构光投射器三部分。目前已有设计中主动结构光多采用点型、单线型以及单线圆型的模式，此类单束激光打在物体表面，由摄像机获取其反射光点，每次只能处理一点或一线的信息，测量速度慢且测量分辨率低。为了解决以上问题，有学者提出多点结构光投射以及线扫描方式来增多主动结构光信息的方法。对于多点结构光来说该方法会增加设备成本，另一方面提供的光点信息还是有限的；对于线扫模式结构光来说当物体处于非静止状态且跑出视场范围时仍然不能实现物体全貌的测量，另一方面此类方法会增加系统结构设计的复杂度。而反射镜方面主要采用多棱锥镜和曲面镜。多棱锥镜作为反射部件时会出现相机视场分化以及存在测量视场盲点的问题。相比较而言曲面镜会避免棱锥镜存在的问题，但是会存在图像变形严重的问题。另外，在结构设计方面主要由侧挂式和圆柱式，圆柱式中的圆柱会对光线具有更多一层的折射和反射，对测量结果有一定的影响；而侧挂式侧边的支柱对整体水平方向360°的测量影响相对较小。针对以上问题本技术给出一款能实现高分辨率的结构光折反射视觉系统侧挂式设计结构。
技术实现思路
本技术的目的在于克服已有技术中的不足，提供一种能够实现高分辨率的主动结构光测量的折反射全向视觉系统，并采用侧挂式组合结构。这种主动结构光测量的折反射全向视觉系统是通过以下技术方案实现的。高分辨率主动结构光测量的折反射全向视觉系统，其特征在于包括底座、顶盖、支撑杆、一个透视相机、多个网格激光器、曲面镜装置；底座和顶盖之间由支撑杆连接，透视相机安装在底座的中心，底座的外侧面，环绕透视相机，均匀设置多个网格激光器，曲面镜装置用螺丝钉安装在顶盖的下部；所述底座和顶盖的同一侧分别有第一安装孔用于连接安装圆柱形支撑杆；底座中心位置有一个凹槽，所述凹槽按照透视相机尺寸设计，用来放置所述透视相机；底座外侧面有多个第二安装孔，所述多个第二安装孔均匀的分布在底座的侧面，分别用来放置所述多个网格激光器；顶盖的中心轴线、底座的中心轴线、曲面镜的中心轴线和透视相机光轴四轴共线。作为优选：所述系统的组合结构中，底座采用钢材。作为优选：所述系统的组合结构中，顶盖和支撑柱均采用硬度较高且轻便的航天铝材。作为优选：所述系统的组合结构中，底座和支撑柱以及顶盖和支撑柱之间连接采用焊接方式；首先在钢铁材质表面镀焊一层锌，然后镀锌层与铝用铝焊条焊接。作为优选：曲面镜9选用透光率良好并且化学性质稳定的玻璃材料；曲面镜采用组合曲面的设计且给曲面镜制作一个圆环边缘11。作为优选：透视相机6选用常用工业彩色相机。透视相机6的光轴指向曲面镜，透视相机6用粘合剂加固而粘接在四棱柱凹槽5中。作为优选：网格激光器8选用圆柱型激光投射器，投射出的激光条纹可在被测物体表面形成网格状的结构光光条纹，圆柱型激光投射器的安装部位呈圆柱形，放置到底座1外侧面的圆柱形安装孔7内，用强力胶固定作为优选：曲面镜装置包括曲面镜、用于连接安装的曲面镜边缘，曲面镜通过曲面镜边缘上的数个螺丝孔由螺丝钉固定安装在顶盖下部。本技术的有益效果是：所述高分辨率结构光折反射视觉系统中的各部分采用焊接、螺丝钉和粘合剂进行连接，对于缝隙用边缘接缝填充封口剂填充，防止该测量系统在实际测量过程中由于长期使用而产生松动以及结构变形。这种方式安装的所述各部件能够构成一个完整的高分辨率主动结构光折反射视觉测量系统，其在工作时既不会由于长期使用而产生松动，也不会相互干扰而影响测量效果。所述的高分辨率结构光全向光场视觉系统结构紧凑，能有效减小视觉系统的尺寸规格；便于携带且易于安装。该系统适用于实际环境中三维视觉测量与控制、空间三维物体的测量与重建等过程中物体三维信息的获取。可在底座底部中央或四周预留一个或四个标准螺丝孔以便将其安装在设备平台上。附图说明图1是本技术实施例的底座示意图；图2是本技术实施例的顶盖示意图；图3是本技术实施例的支撑柱示意图；图4是本技术实施例的实现透视成像的工业相机示意图图5是本技术实施例的实现高分辨率结构光测量的网格激光器示意图；图6是本技术的是死了的实现反射功能的组合曲面镜示意图；图7是本技术的结构光折反射视觉测量系统组装完成的整体结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施案对本技术在展开进一步描述。虽然本技术将结合较佳的实施例进行描述，但应知道，并不表示本技术限制在所述实施例中。相反，本技术将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本技术的范围内的替换物、改进型和等同物。参照附图。本技术的这种主动折反射全向视觉系统侧挂式组合结构，基于网格结构光的，包括四周形状基本呈圆柱形的底座1和顶盖2、支撑杆4、透视相机6、网格激光器8、曲面镜装置。底座1和顶盖2之间由支撑杆4连接。透视相机6安装在底座1的中心，底座的外侧面，环绕中心，均匀设置多个网格激光器8。组合曲面镜安装在顶盖2上。所述底座1和顶盖2上的同一侧分别有一个圆柱形小孔3用于连接安装圆柱形支撑杆4；底座1中心位置有一个四棱柱凹槽5，四棱柱凹槽5按照透视相机尺寸设计，此四棱柱凹槽5用来放置透视相机6；底座1外侧面有四个安装孔7，四个安装孔7均匀的分布在底座1的侧面，这四个安装孔7分别用来放置四个网格激光器8；曲面镜装置具有曲面镜9、用于连接安装的曲面镜边缘11，曲面镜9通过曲面镜边缘11上的四个螺丝孔10由螺丝钉12固定安装在顶盖2的下部，顶盖的下表面也有相应的4个螺丝孔。顶盖2的中心轴、底座1的中心轴、曲面镜9中心轴和透视相机6光轴四轴共线。所述系统的组合结构中，底座1采用高硬度钢材。顶盖2和支撑柱4均采用硬度较高且轻便的航天铝材。所述组合中底座1和支撑柱4以及顶盖2和支撑柱4之间连接采用焊接方式；首先在钢铁材质表面镀焊一层锌，然后镀锌层与铝用铝焊条焊接。曲面镜9选用透光率良好并且化学性质稳定的玻璃材料；曲面镜采用组合曲面的设计且给曲面镜制作一个圆环边缘11。透视相机6选用常用工业彩色相机。透视相机6的光轴指向曲面镜，透视相机6用粘合剂加固而粘接在四棱柱凹槽5中。网格激光器8选用圆柱型线结构光投射器，放置到底座1外侧面的圆柱形安装孔7内，用强力胶固定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高分辨率主动结构光测量的折反射全向视觉系统，其特征在于包括底座、顶盖、支撑杆、一个透视相机、多个网格激光器、曲面镜装置；/n底座和顶盖之间由支撑杆连接，透视相机安装在底座的中心，底座的外侧面，环绕透视相机，均匀设置多个网格激光器，曲面镜装置用螺丝钉安装在顶盖的下部；/n所述底座和顶盖的同一侧分别有第一安装孔用于连接安装圆柱形支撑杆；底座中心位置有一个凹槽，所述凹槽按照透视相机尺寸设计，用来放置所述透视相机；底座外侧面有多个第二安装孔，所述多个第二安装孔均匀的分布在底座的侧面，分别用来放置所述多个网格激光器；顶盖的中心轴线、底座的中心轴线、曲面镜的中心轴线和透视相机光轴四轴共线。/n

【技术特征摘要】
1.高分辨率主动结构光测量的折反射全向视觉系统，其特征在于包括底座、顶盖、支撑杆、一个透视相机、多个网格激光器、曲面镜装置；
底座和顶盖之间由支撑杆连接，透视相机安装在底座的中心，底座的外侧面，环绕透视相机，均匀设置多个网格激光器，曲面镜装置用螺丝钉安装在顶盖的下部；
所述底座和顶盖的同一侧分别有第一安装孔用于连接安装圆柱形支撑杆；底座中心位置有一个凹槽，所述凹槽按照透视相机尺寸设计，用来放置所述透视相机；底座外侧面有多个第二安装孔，所述多个第二安装孔均匀的分布在底座的侧面，分别用来放置所述多个网格激光器；顶盖的中心轴线、底座的中心轴线、曲面镜的中心轴线和透视相机光轴四轴共线。


2.如权利要求1所述的高分辨率主动结构光测量的折反射全向视觉系统，其特征在于：所述底座采用钢材...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳，缪徐，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33