一种高精度三维扫描系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种高精度三维扫描系统，包括XY移动平台及位于所述XY移动平台上的被测物体，所述被测物体的前方设置有位于Z轴移动平台上的大色差光学系统，所述大色差光学成像体统的前方设置有用于导入光源的光的照明光纤和采集被测物体反射光的扫描光纤，所述扫描光纤与光纤光谱仪连接，所述光纤光谱仪扫描物体反射光并判断其光谱，并传输至图像处理器。采用大孔径、大色差镜头的设计，实现物体高精度的三维扫描，精度可以达到um级，同时镜头通过Z轴方向的移动，配合不同色差的光来判断Z轴位置，减少了图像处理器计算的复杂度，能够保证一定的扫描速度。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度三维扫描系统
本技术涉及三维扫描装置领域，具体是一种高精度三维扫描系统。
技术介绍
为了实现三维扫描功能，现有技术研发了采用多镜头成像方法的系统，例如中国技术专利CN206674126U公开了一种分布式多镜头光度立体摄像装置，包括图像处理模块、光源驱动模块以及用于发射第一波长光照射目标对象的第一点光源；用于发射第二波长光照射所述目标对象的第二点光源；用于发射第三波长光照射所述目标对象的第三点光源；用于采集所述目标对象反射的第一波段光的第一镜头模块；用于采集所述目标对象反射的第一和第二波长光的第二镜头模块；用于采集所述目标对象反射的第二和第三波长光的第三镜头模块；用于采集所述目标对象反射的第一和第三波长光的第四镜头模块。其能够实现在一次拍摄中采集多张包含不同明暗信息的图像，完成基于光度立体视觉的三维扫描与重建，但其在扫描过程中，仍需要在多个时间点分别采集同一目标在多个或不同的光源照射下的图像采集多帧图像信息以进行三维重建，难以对运动目标或表面处于柔性变化中的目标进行三维重建；更为重要的是，由于多镜头的数值孔径较小，难以相互配合做到高精的的三维扫描。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种高精度三维扫描系统，以解决现有技术中存在的缺陷。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种高精度三维扫描系统，包括XY移动平台及位于所述XY移动平台上的被测物体，所述被测物体的前方设置有位于Z轴移动平台上的大色差光学系统，所述大色差光学成像体统的前方设置有用于导入光源的光的照明光纤和采集被测物体反射光的扫描光纤，所述扫描光纤与光纤光谱仪连接，所述光纤光谱仪扫描物体反射光并判断其光谱，并传输至图像处理器，所述图像处理器通过光谱类型及Z轴移动平台的相对位置得出Z轴位置，所述图像处理器连接XY移动平台并接受被测物体的XY轴位置；进一步的，所述大色差光学系统包括依次设置的分光棱镜、大色差分布镜头，所述大色差分布镜头的轴向测量波长范围为266-2000mm，对应所述光纤光谱仪的扫描范围为266-2000mm。进一步的，所述大色差分布镜头的色差依次为蓝光、绿光、红光；进一步的，所述Z轴移动平台的轴向移动范围为1-50mm。进一步的，所述大色差分布镜头的孔径范围为0.05-0.9；可实现Z轴轴向分辨率范围为0.5-50um；本技术的有益效果是：采用大孔径、大色差镜头的设计，实现物体高精度的三维扫描，精度可以达到um级，同时镜头通过Z轴方向的移动，配合不同色差的光来判断Z轴位置，减少了图像处理器计算的复杂度，能够保证一定的扫描速度。附图说明图1为本技术结构示意图；附图标记说明如下：1、XY移动平台，2、被测物体，3、Z轴移动平台，4、大色差光学系统，41、分光棱镜，42、大色差分布镜头，5、照明光纤，6、扫描光纤，7、光纤光谱仪，8、图像处理器；具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1所示，一种高精度三维扫描系统，包括XY移动平台1及位于所述XY移动平台1上的被测物体2，所述被测物体的前方设置有位于Z轴移动平台3上的大色差光学系统4，所述大色差光学成像体统4的前方设置有用于导入光源的光的照明光纤5和采集被测物体反射光的扫描光纤6，所述扫描光纤与光纤光谱仪7连接，所述光纤光谱仪扫描物体反射光并判断其光谱，并传输至图像处理器8，所述图像处理器通过光谱类型及Z轴移动平台的相对位置得出Z轴位置，所述图像处理器连接XY移动平台并接受被测物体的XY轴位置；通过上述高精度三维扫描系统，图像处理器可以实时获得被测物体每个扫描点的位置信息，并通过计算合成被测物体的三维图像，其中，通过每个点的三维坐标合成整个被测物体的三维图像属于现有技术，在此不予赘述，本领域技术人员均通过查阅现有技术获知其具体实现方式。所述大色差光学系统包括依次设置的分光棱镜41、大色差分布镜头42，所述大色差分布镜头的轴向测量波长范围为266-2000mm，对应所述光纤光谱仪的扫描范围为266-2000mm。在一个具体实施例中，所述大色差分布镜头42的色差依次为蓝光、绿光、红光；这样具体实施时，当这些不同色差的光照射到物面时，物体在不同的Z向位置，反射不同的色光，反射回来的光，经过光纤光谱仪快速光谱扫描，判断出是哪个波段的光，由波段对应的Z向距离，计算Z向位置。在一个具体实施例中，所述Z轴移动平台3的轴向移动范围为1-50mm。更具体的，所述大色差分布镜头42的孔径范围为0.05-0.9；可实现Z轴轴向分辨率范围为0.5-50um；以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度三维扫描系统，其特征在于：包括XY移动平台及位于所述XY移动平台上的被测物体，所述被测物体的前方设置有位于Z轴移动平台上的大色差光学系统，所述大色差光学成像体统的前方设置有用于导入光源的光的照明光纤和采集被测物体反射光的扫描光纤，所述扫描光纤与光纤光谱仪连接，所述光纤光谱仪扫描物体反射光并判断其光谱，并传输至图像处理器，所述图像处理器通过光谱类型及Z轴移动平台的相对位置得出Z轴位置，所述图像处理器连接XY移动平台并接受被测物体的XY轴位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度三维扫描系统，其特征在于：包括XY移动平台及位于所述XY移动平台上的被测物体，所述被测物体的前方设置有位于Z轴移动平台上的大色差光学系统，所述大色差光学成像体统的前方设置有用于导入光源的光的照明光纤和采集被测物体反射光的扫描光纤，所述扫描光纤与光纤光谱仪连接，所述光纤光谱仪扫描物体反射光并判断其光谱，并传输至图像处理器，所述图像处理器通过光谱类型及Z轴移动平台的相对位置得出Z轴位置，所述图像处理器连接XY移动平台并接受被测物体的XY轴位置。


2.根据权利要求1所述的一种高精度三维扫描系统，其特征在于：所述大色差光学系统包括依次设置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴博森，吴身健，梁伟，
申请(专利权)人：余姚市朗森光学科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33