本发明专利技术公开了一种三维测量装置和方法，该三维测量装置包括：至少一个投影装置，用于发射结构光条纹；旋转反射模块，至少包括一个第一反射镜和一个第二反射镜；第一反射镜用于将结构光条纹反射至待测物体表面；第二反射镜用于对待测物体表面反射的变形条纹进行反射；第一反射镜和第二反射镜沿旋转轴旋转；至少一个成像装置，用于接收第二反射镜反射的变形条纹；第一反射镜和第二反射镜中的至少一个的反射面至少包括不共面的第一反射面和第二反射面；第一反射面位于第二反射面远离投影装置的一侧；第一反射面朝向背离反射面的一侧偏转，第二反射面朝向反射面的一侧偏转。本发明专利技术的技术方案提高了测量凸面待测物体的精度，降低测量成本。量成本。量成本。
【技术实现步骤摘要】
一种三维测量装置和测量方法
[0001]本专利技术涉及三维测量
，尤其涉及一种三维测量装置和测量方法。
技术介绍
[0002]光学三维成像技术因其数据采集速度快、测量精度高等优点，有着极其广泛的应用。对于舱门、壁板等凸面类零件的三维测量，主要采用基于移动机器人平台的3D照相法或者手持式3D照相机+转站等方法，然而，前者由于需要使用高精度的多轴机器人，以致成本很高，后者需要进行图像拼接，存在累计误差。
[0003]目前，存在一种基于结构光投影的同步扫描三维成像装置，其扫描轨迹为“凹圆筒状”，与凸面类零件的表面正好相反，无法在最佳有效视场内测量凸面类或长条类零件的表面几何量数据。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种三维测量装置和测量方法，以解决现有技术中的缺陷，提高了测量凸面待测物体的精度，降低了测量成本。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种三维测量装置，包括：
[0006]至少一个投影装置，用于发射结构光条纹；
[0007]旋转反射模块，至少包括一个第一反射镜和一个第二反射镜；所述第一反射镜用于将所述结构光条纹反射至待测物体表面；所述第二反射镜用于对所述待测物体表面反射的变形条纹进行反射；所述第一反射镜和所述第二反射镜沿与所述第一反射镜的反射面和所述第二反射镜的反射面均平行的旋转轴旋转；
[0008]至少一个成像装置，用于接收所述第二反射镜反射的变形条纹；
[0009]所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一个的反射面至少包括不共面的第一反射面和第二反射面；所述第一反射面位于所述第二反射面远离所述投影装置的一侧；所述第一反射面朝向背离所述反射面的一侧偏转，所述第二反射面朝向所述反射面的一侧偏转。
[0010]可选的，所述第一反射面和所述第二反射面为平面。
[0011]可选的，所述第一反射面和所述第二反射面与所述旋转轴之间的夹角的取值范围均为0～15
°
。
[0012]可选的，所述第一反射面和所述第二反射面为弧状。
[0013]可选的，所述投影装置发射的结构光条纹包括红色、绿色和蓝紫色中的至少一种。
[0014]可选的，所述旋转反射模块还包括电机和电机驱动器；
[0015]所述电机驱动器用于驱动所述电机带动所述第一反射镜和所述第二反射镜沿所述旋转轴旋转。
[0016]可选的，所述的三维测量装置，还包括：同步信号驱动器；
[0017]所述同步信号驱动器分别与所述投影装置和所述成像装置电连接，用于控制所述
投影装置和所述成像装置同步工作。
[0018]可选的，所述的三维测量装置，还包括：信号处理模块，用于根据所述投影装置发出的所述结构光条纹和所述成像装置接收的所述变形条纹，确定待测物体的表面形状。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种基于上述任一项所述的三维测量装置的测量方法，包括：
[0020]S10、当第二反射镜的反射面在预设偏转角度时，投影装置通过第一反射镜将所述结构光条纹投影到待测物体表面，同时，成像装置通过第二反射镜接收所述待测物体的表面的变形条纹；所述预设偏转角度的取值为0～90
°
；
[0021]S20、根据所述投影装置发出的所述结构光条纹和所述成像装置接收的所述变形条纹，确定所述待测物体的空间物点的三维坐标值；
[0022]S30、调整所述预设偏转角度，驱动所述第一反射镜和所述第二反射镜旋转至调整后的所述预设偏转角度，并返回执行S10～S20，直至所述预设偏转角度达到预设条件。
[0023]可选的，根据所述投影装置发出的所述结构光条纹和所述成像装置接收的所述变形条纹，确定所述待测物体的空间物点的三维坐标值，包括：
[0024]通过建立二维图像上变形条纹中心线上各点的对应关系，利用三角计算，获取所述空间物点的镜像点的三维坐标值；
[0025]通过镜像关系，获取所述空间物点的三维坐标值。
[0026]本专利技术的技术方案，通过投影装置发射结构光条纹，第一反射镜将结构光条纹反射至待测物体表面，待测物体表面反射的变形条纹再经第二反射镜反射后，被成像装置接收，以实现对待测物体的三维测量；同时，第一反射镜和第二反射镜中至少一个的的反射面至少包括不共面的第一反射面和第二反射面，且第一反射面位于第二反射面远离投影装置的一侧，第一反射面朝向背离反射面的一侧偏转，第二反射面朝向反射面的一侧偏转，从而能够改变旋转光路的扫描轨迹，使三维测量装置的扫描轨迹与待测物体的表面形状相近，从而在三维测量装置的最佳有效视场内测量待测物体的三维数据，提高了测量凸面待测物体的精度，降低了测量成本。
[0027]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为现有技术中的一种三维扫描装置的原理图；
[0030]图2为现有技术中三维扫描轨迹的仿真结果示意图；
[0031]图3
‑
图5为本专利技术实施例提供的三种三维扫描装置的结构示意图；
[0032]图6为本专利技术实施例提供的一种三维测量装置的仿真扫描轨迹示意图；
[0033]图7为旋转反射模块的偏转角度为30
°
时三维测量装置的结构示意图；
[0034]图8为旋转反射模块的偏转角度为45
°
时三维测量装置的结构示意图；
[0035]图9为旋转反射模块的偏转角度为60
°
时三维测量装置的结构示意图；
[0036]图10
‑
图12为本专利技术实施例提供的另三种三维测量装置的结构示意图；
[0037]图13为本专利技术实施例提供的另一种测量装置的仿真扫描轨迹示意图；图14为本专利技术实施例提供的又一种三维测量装置的结构示意图；
[0038]图15为本专利技术实施例提供的三维测量方法的流程图。
具体实施方式
[0039]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0040]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维测量装置，其特征在于，包括：至少一个投影装置，用于发射结构光条纹；旋转反射模块，至少包括一个第一反射镜和一个第二反射镜；所述第一反射镜用于将所述结构光条纹反射至待测物体表面；所述第二反射镜用于对所述待测物体表面反射的变形条纹进行反射；所述第一反射镜和所述第二反射镜沿与所述第一反射镜的反射面和所述第二反射镜的反射面均平行的旋转轴旋转；至少一个成像装置，用于接收所述第二反射镜反射的变形条纹；所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一个的反射面至少包括不共面的第一反射面和第二反射面；所述第一反射面位于所述第二反射面远离所述投影装置的一侧；所述第一反射面朝向背离所述反射面的一侧偏转，所述第二反射面朝向所述反射面的一侧偏转。2.根据权利要求1所述的三维测量装置，其特征在于，所述第一反射面和所述第二反射面为平面。3.根据权利要求2所述的三维测量装置，其特征在于，所述第一反射面和所述第二反射面与所述旋转轴之间的夹角的取值范围均为0～15
°
。4.根据权利要求1所述的三维测量装置，其特征在于，所述第一反射面和所述第二反射面为弧状。5.根据权利要求1所述的三维测量装置，其特征在于，所述投影装置发射的结构光条纹包括红色、绿色和蓝色中的至少一种。6.根据权利要求1所述的三维测量装置，其特征在于，所述旋转反射模块还包括电机和电机驱动器；所述电机驱动器用于驱动所述电机带动所述第一反射镜和所述第二反射镜沿所述旋转轴旋转。7.根据权利要求1所述的三维...
【专利技术属性】
技术研发人员：程胜，储有兵，张颖姿，李娟，眭程铭，马周，
申请(专利权)人：上海飞机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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