一种线激光旋转扫描三维轮廓测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种线激光旋转扫描三维轮廓测量方法及装置，包括相机标定和系统参数标定，将物体放在基准平面上，相机置于基准面正上方，由步进电机控制线激光器转动，扫描并使用步进电机带动激光器旋转运动，线激光器每转动相同角度获取一张二维图像，根据获取的二维图像上线激光条纹中心的像素点坐标计算物体轮廓的高度信息等步骤，本发明专利技术设备体积较小，机械结构简单，使用线激光旋转方式扫描物体轮廓，系统的稳定性和测量速度高，无需物体运动，解决实际应用中物体在一些情况下不能自由运动的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种线激光旋转扫描三维轮廓测量方法及装置
本专利技术涉及三维轮廓测量
，具体地说，是一种线激光旋转扫描三维轮廓测量方法及装置。
技术介绍
传统的激光三角法测量系统中需将测量装置或待检物体置于平移滑轨上，控制物体与检测装置做相对运动以获取物体三维信息，该方法的问题有：(1)设备体积庞大，机械结构复杂，需要较大的运动空间；(2)滑轨在直线滑移过程中会引入较大的机械抖动误差；(3)移动装置不便捷导致测量速度慢。(4)实际应用中物体在一些情况下不能自由运动。
技术实现思路
针对现有技术的技术问题，本专利技术公开了一种一种线激光旋转扫描三维轮廓测量方法及装置，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：本专利技术公开了一种线激光旋转扫描三维轮廓测量方法，包括如下步骤：1)相机标定和系统参数标定；2)将物体放在基准平面上，相机置于基准面正上方，由步进电机控制线激光器转动，使得激光线能完整扫描物体轮廓；对比平移式的扫描通常由步进电机旋转带动皮带运动，旋转扫描的机械效率更高，使得系统整体扫描速度更快，稳定性更高。步进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线激光旋转扫描三维轮廓测量方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)相机(8)标定和系统参数标定；/n2)将物体(5)放在基准平面(6)上，相机(8)置于基准面正上方，由步进电机(9)控制线激光器(1)转动，使得激光线能完整扫描物体(5)轮廓；/n3)扫描并使用步进电机(9)带动激光器旋转运动；/n4)线激光器(1)每转动相同角度获取一张二维图像；/n5)根据获取的二维图像上线激光条纹中心的像素点坐标计算物体(5)轮廓的高度信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种线激光旋转扫描三维轮廓测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)相机(8)标定和系统参数标定；
2)将物体(5)放在基准平面(6)上，相机(8)置于基准面正上方，由步进电机(9)控制线激光器(1)转动，使得激光线能完整扫描物体(5)轮廓；
3)扫描并使用步进电机(9)带动激光器旋转运动；
4)线激光器(1)每转动相同角度获取一张二维图像；
5)根据获取的二维图像上线激光条纹中心的像素点坐标计算物体(5)轮廓的高度信息。


2.根据权利要求1所述的线激光旋转扫描三维轮廓测量方法，其特征在于，所述的相机(8)标定和系统参数标定的具体计算方法为：
4.1)对相机(8)进行标定，计算出相机(8)内参K，对基准面处进行标定计算出相机(8)相对于基准面的外参矩阵R和T；
4.2)系统参数d、Δh、L的求解。


3.根据权利要求2所述的线激光旋转扫描三维轮廓测量方法，其特征在于，所述的系统参数d、Δh、L的求解方法如下：
设d为O到基准面的垂直距离，设Δh为激光器与相机(8)到基准面垂直距离之差，L为激光器与相机(8)的水平距离；
设O点为镜头光心位置，设相机(8)实际摆放时的相机(8)坐标系为OXcYcZc，；绕O点旋转使得成像透镜与基准面平行，即使得旋转后的相机(8)坐标系OX′CY′CZ′C的OX′CY′C面和基准面平行，设物体(5)轮廓点在两个坐标系下的坐标分别为(XC，YC，ZC)、(X′C，Y′C，Z′C)，两个坐标系之间的转换关系式为则有d＝R-1t[3]；
有相机(8)模型公式(u，v)为激光的图像像素坐标点；
由可得到s为对项计算结果的第三维归一化系数。
再由几何关系得到：(d+Δh)tan(θ2)-(d+Δh)tan(θ1)＝X′c1-X′c2，得到
已知d和Δh，由几何关系计算得到L＝(d+Δh)tan(θ1)+X′c1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：林斌，梁莹智，
申请(专利权)人：杭州江奥光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33