一種編碼光三維測量的電磁定位拼接裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供了一種編碼光三維測量的電磁定位拼接裝置，包括測量單元架、拼接單元架、圓形載物臺、支撐柱和基臺，圓形載物臺的上表面有1個槽，槽的底面有1個通孔。本實用新型專利技術拼接裝置結構簡潔，僅憑借載物臺的旋轉與升降即可實現多視角測量，而且基本可測量到被測物的各個局部。本實用新型專利技術設計被測物移動(運動坐標系)、編碼光三維測量系統固定(靜止坐標系)的方案，有利于減小拼接裝置的體積、復雜性，對結構強度要求低。本實用新型專利技術兼顧回轉拼接和垂直方向(y方向)拼接，能夠更全面地測量被測物。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及編碼光三維測量領域，尤其涉及一種多視角點云數據的高精度、快速拼接技術。
技術介紹
典型的編碼光三維測量系統包括一個投影機和一個攝像機，投影機將編碼光投射在被測表面，攝像機同時拍攝被測表面的圖像。將圖像信息與投影機、攝像機之間的方位參數相結合，即可計算出被測表面的形狀數據。編碼光三維測量系統單次只能測量物體的部分表面，要得到物體完整的形狀數據，需要從不同角度(多視角)測量。由于在不同角度進行測量時的坐標系不同，必須將各角度測得的點云數據進行坐標轉換，合成為同一坐標系的數據，即點云拼接。點云拼接的關 鍵在于其精度、速度，以及對被測表面的影響。目前，用于編碼光三維測量系統的點云拼接方法及裝置主要可歸納為如下兩類①將編碼光三維測量系統與精密機械或精密光學儀器剛性連接，由精密機械或精密光學儀器確定各坐標系間的轉換關系。這類方法的優點是拼接精度高(取決于精密機械或精密光學儀器的定位精度)。不足是精密機械或精密光學儀器調整速度慢，即拼接速度慢。②在被測表面上或被測表面附近的靶標上設置標志點，以標志點為媒介確定各坐標系間的轉換關系。這類方法的優點是拼接速度相對較快(根據測量圖像即可完成拼接)。不足是拼接過程依靠圖像處理，其中必須用到擬合、迭代算法，因此拼接精度低。此外，被測表面上的標志點還會對被測表面產生影響。綜上，現有拼接方法及裝置未能結合拼接精度和拼接速度的各自優勢，未能使兩者同時達到現有最高水平。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種能夠克服現有的拼接方法及裝置未能使拼接精度和拼接速度同時達到現有最高水平的不足，實現了編碼光三維測量系統真正的實時拼接，電磁定位精度為O. OOx mm O. Ox mm之間的編碼光三維測量的電磁定位拼接裝置。本技術的目的是這樣實現的它包括測量單元架I、拼接單元架2、圓形載物臺3和基臺5，測量單元架I、拼接單元架2、圓形載物臺3均設置在基臺5上，測量單元架I上安裝有編碼光三維測量系統，拼接單元架2上安裝有電磁定位主機，圓形載物臺3上放置被測物，圓形載物臺3通過支撐柱4安裝在基臺5上，圓形載物臺3的上表面設置有I個安裝定位測頭的槽6，槽6的底面設置有I個通孔7，槽6中安裝有定位測頭，定位測頭與電磁定位主機通過數據電纜8電連接，數據電纜8由通孔7穿過。本技術還有這樣一些技術特征I、所述的支撐柱4由上下兩段構成，上段與圓形載物臺3下端面連接固定，下段固定在基臺5上，上段與下段之間通過可調整上段與下段相對角度和高度的旋鈕活動連接；2、所述的編碼光三維測量系統包括一個投影機和一個攝像機，投影機固定在測量單元架I下部，攝像機通過旋鈕活動連接在測量單元架I上部，攝像機在測量單元架I上的垂直高度(y方向)和繞垂直軸(回轉方向t)的角度可通過旋鈕調節并鎖緊，投影機、攝像機通過數據線電連接完成編碼光三維測量系統控制和數據運算的ARM9系統。本技術種支撐柱4通過調節旋鈕可鎖緊固定圓形載物臺3的角度及高度，并可以調節圓形載物臺3升降。圓形載物臺、定位測頭、載物臺上的被測物構成了運動坐標系；靜止坐標系與運動坐標系之間的方位關系即編碼光三維測量系統與被測物之間的方位關系，由電磁定位主機與定位測頭共同測得。本技術中所有機構均由非金屬型材制成。現有的拼接裝置，例如前述的精密機械\精密光學儀器法、標志點法，多為將被測物固定(靜止坐標系)，將編碼光三維測量系統移動(運動坐標系)以實現多視角測量。而本技術方法及裝置的運動方式與之相反，即被測物移動(運動坐標系)，編碼光三維測量系統固定(靜止坐標系)。安裝了編碼光三維測量系統的測量單元架I、安裝了電磁定位主機的拼接單元架2、基臺5構成了靜止坐標系；圓形載物臺3、定位測頭、載物臺上的被測物構成了運動坐標系。靜止坐標系與運動坐標系之間的方位關系即編碼光三維測量系統與·被測物之間的方位關系。該方位關系由電磁定位主機與定位測頭共同測得，可實現點云拼接。本技術通過調整圓形載物臺3的旋轉與升降，改變被測物與編碼光三維測量系統之間的方位關系，實現多視角測量。本技術的有益效果有I.本技術的拼接裝置結構簡潔，僅憑借載物臺的旋轉與升降即可實現多視角測量，而且基本可測量到被測物的各個局部。本技術設計被測物移動(運動坐標系)、編碼光三維測量系統固定(靜止坐標系)的方案，有利于減小拼接裝置的體積、復雜性，對結構強度要求低。本技術兼顧回轉拼接和垂直方向(y方向)拼接，能夠更全面地測量被測物。2.本技術的所有機構均由非金屬型材制成，不會對電磁定位系統產生電磁干擾，不會產生額外的由電磁干擾帶來的定位誤差。3.通過調整測量單元架I在基臺5上的放置位置，可以調整編碼光三維測量系統與被測物之間的距離。4.本技術定位測頭與電磁定位主機之間的數據電纜由通孔穿過，數據電纜柔軟且具有足夠長度，在360°范圍內和高度范圍內，不會制約載物臺的旋轉、升降。5.本技術定位測頭安裝在載物臺上表面的槽中，不會影響被測物在載物臺上的放置。6.本技術是由電磁定位主機與定位測頭共同測得編碼光三維測量系統與被測物之間的方位關系。電磁定位時間為毫秒級，直接獲取坐標轉換關系，相對于編碼光三維測量系統的單視角測量時間，定位時間可忽略，因此相對于現有拼接方法，本技術實現了編碼光三維測量系統真正的實時拼接；電磁定位精度為O. OOx mm O. Ox mm之間，與前述精密機械或精密光學儀器的定位精度近似，因此拼接精度達到現有最高水平且能進一步提高。綜上，本技術拼接方法及裝置可使拼接精度和拼接速度同時達到現有最高水平。編碼光三維測量系統的體積和重量遠大于被測物，編碼光三維測量系統和被測物的相對運動關系為編碼光三維測量系統作圓周運動、被測物在圓心轉動。基于上述兩點原因，本技術的相對運動方式有利于減小拼接裝置的體積、復雜性，對結構強度要求低。現有的拼接方法及裝置，基本僅考慮360°回轉拼接，而本技術方法和裝置同時兼顧回轉和垂直方向(y方向)的高度拼接，能夠更全面地測量被測物。附圖說明圖I為本技術拼接裝置的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施方式對本技術作進一步的說明結合圖1，本實施例編碼光三維測量的電磁定位拼接裝置包括測量單元架I、拼接單元架2、圓形載物臺3、支撐柱4、基臺5。載物臺5的上表面有I個槽6，槽6的底面有I 個通孔7。本實施例所有機構均由非金屬型材制成。拼接過程中，電磁定位主機與定位測頭之間的數據電纜8由通孔穿過。靜止坐標系與運動坐標系之間的方位關系即編碼光三維測量系統與被測物之間的方位關系，由電磁定位主機與定位測頭共同測得。電磁定位系統由電磁定位主機與定位測頭兩部分組成。電磁定位系統通過數據電纜8傳輸和無線通信確定電磁定位主機與定位測頭之間的相對位置關系。本實施例拼接裝置使用過程中，安裝了編碼光三維測量系統的測量單元架I、安裝了電磁定位主機的拼接單元架2同時放置在基臺5上，且保持位置固定，因此編碼光三維測量系統、電磁定位主機、基臺5處于同一靜止坐標系中；而圓形載物臺3、圓形載物臺3上的被測物、定位測頭處于同一運動坐標系中。因此，電磁定位主機與定位測頭之間的方位關系，即編碼光三維測量系統與被測物之間的方位關系。被測物本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種編碼光三維測量的電磁定位拼接裝置，其特征在于它包括測量單元架、拼接單元架、圓形載物臺和基臺，測量單元架、拼接單元架、圓形載物臺均設置在基臺上，測量單元架上安裝有編碼光三維測量系統，拼接單元架上安裝有電磁定位主機，圓形載物臺上放置被測物，圓形載物臺通過支撐柱安裝在基臺上，圓形載物臺的上表面設置有1個安裝定位測頭的槽，槽的底面設置有1個通孔，槽中安裝有定位測頭，定位測頭與電磁定位主機通過數據電纜電連接，數據電纜由通孔穿過。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳海濱，于曉洋，于雙，王洋，于舒春，唐莎猷，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：實用新型
國別省市：