相移柵線投影測量儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種相移柵線投影測量儀，包括：基座，安裝在所述基座上、且能在該基座上前后移動的移動平臺，安裝于所述移動平臺上的標定板，能夠投射光柵的數碼投影儀，與所述數碼投影儀相連的計算機，以及與所述計算機相連的攝像頭。本實用新型這種相移柵線投影測量儀結構簡單，操作方便，在測量三維形貌時，既可以直觀地判別被測物的外形，又能得到實際的三維尺寸。
【專利說明】相移柵線投影測量儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種相移柵線投影測量儀，用于對物體表面形貌進行測量。
【背景技術】
[0002]投影柵線法是利用擴束光(或準直光)照射預制的柵線(參考柵)，將柵線投射在被測量的物體上，由于被測物體表面的起伏，柵線發生變形(變形柵)再與柵線本身(未變形)干涉，從柵線的投影方向看去，可以看到被測量物體的三維形貌等高線。這是典型的光學無損檢測方法，廣泛應用在制造業、醫學、電子等行業。最早關于這方面的報道是1874年Rayleigh發現了投影柵線可以得到物體的等高線；而1973年國外某醫院首先利用投影柵線法研制出了測量發育不良患者的脊柱是否對稱的投影柵線測量儀，主要就是利用投影柵線對高度和對稱性敏感的特點。
[0003]然而，目前采用投影柵線法對物體外表面形貌進行測量的儀器都存在結構復雜、操作繁瑣等缺點。
【發明內容】
[0004]本實用新型目的是:針對上述問題，提供一種結構簡單、操作方便的相移柵線投影測量儀。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種相移柵線投影測量儀，包括:
[0006]基座，
[0007]安裝在所述基座上、且能在該基座上前后移動的移動平臺，
[0008]安裝于所述移動平臺上的標定板，
[0009]能夠投射光柵的數碼投影儀，
[0010]與所述數碼投影儀相連的計算機，
[0011]以及與所述計算機相連的攝像頭。
[0012]本實用新型在上述技術方案的基礎上，還包括以下優選技術方案:
[0013]所述移動平臺上設置有用于固定所述標定板的固定架，所述標定板與所述固定架可拆卸連接。
[0014]所述攝像頭的分辨率為1280X1024。
[0015]還包括投影儀支架，所述數碼投影儀布置在該投影儀支架上。
[0016]所述投影儀支架上面設置有一升降支架，所述攝像頭安裝在該升降支架上。
[0017]所述基座的上部帶有氣動防震平臺，所述移動平臺可前后移動地布置在該氣動防震平臺上。
[0018]所述攝像頭為CXD攝像頭。
[0019]本實用新型的優點是:本實用新型這種測量儀采用由計算機控制的數碼投影儀投射所需要的光柵，光柵的密度及光場視野大小都可以精確調節。采用移動平臺系統對柵線投影系統進行標定，標定精度高且控制方便。利用相移條紋圖像處理軟件對所采集到的圖像進行處理，得到被測物體的三維形貌。該儀器在測量三維形貌時，既可以直觀地判別被測物的外形，如檢查對稱性、缺陷檢測等，還能得到實際的三維尺寸，這對于進行模型設計、現場測試等都很實用，因而受到廣泛關注和應用。通過實踐證明該儀器具有實時顯示、操作方便、精度聞等諸多優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0021]圖1為本實用新型實施例的結構簡圖；
[0022]圖2為圖1的左視圖；
[0023]圖3為投影柵線法的測量原理圖。
[0024]其中:1_基座、Ia-啟動防震平臺，2-移動平臺、3-標定板、4-數碼投影儀、5-升降支架、6-攝像頭、7-投影儀支架，8-固定架。
【具體實施方式】
[0025]實施例:圖1和圖2出示了本實用新型這種相移柵線投影測量儀的一個具體實施例，它主要由基座1、移動平臺2、標定板3、數碼投影儀4、計算機(圖中未畫出)和攝像頭6構成。其中:移動平臺2安裝在所述基座I上，且能在該基座上前后移動。標定板3安裝在移動平臺2上，具體為，移動平臺2上設置有用于固定標定板3的固定架，所述標定板3與該固定架可拆卸連接。數碼投影儀4能夠投射光柵。數碼投影儀4和攝像頭6均與計算機相連。
[0026]再結合圖1所示，現將本實施例這種相移柵線投影測量儀的使用方法簡單介紹如下:在對被測物進行測量之前，將標定板3安裝在移動平臺2的固定架上，由計算機控制移動平臺3在基座I上移動(移動平臺3為電動平臺)，并且由計算機控制數碼投影儀4向標定板3上投射所需要的光柵(本例中，該光柵由多條上下平行相間的多條柵線構成)，根據移動平臺3的移動距離大小以及標定板3上光柵投影的形變大小對光柵投影系統進行標定，得到參考柵，標定完成后，將被測物體放置在測量區域，將這組平行相間的柵線投影到被測物體表面上形成一個變形柵，這個變形柵與參考柵相互干涉，形成云紋條紋。該條紋反映的是曲面上各點離開參考柵的相對距離，所有離開柵線距離相等的點落在同一級條紋上，形成等高線，攝像頭6采集下所述云紋條紋的圖像后將其傳輸給計算機，再由計算機由此即可得到被測物體的三維形貌。
[0027]本例中，所述攝像頭6的采用分辨率為1280 X 1024的高清攝像頭，而且是(XD攝像頭。
[0028]為了方便所述數碼投影儀4的排放，本例還設置了一個投影儀支架7，數碼投影儀4布置在該投影儀支架7上。為了讓攝像頭6能夠完整采集到因干涉形成的所有云紋條紋，本例還在所述投影儀支架7上面設置了一升降支架5，并將所述攝像頭6安裝在該升降支架5上。
[0029]為了避免所述移動平臺2在基座I上前后移動時產生振動，本例特在基座I的上部設置了氣動防震平臺Ia (氣動防震平臺Ia為基座I的一部分)，所述移動平臺2可前后移動地布置在該氣動防震平臺Ia上。
[0030]本測量儀既可配備10倍變焦遠距離顯微成像鏡頭，也可配備普通變焦鏡頭，使得該儀器能同時滿足細觀及宏觀的測量要求，其不僅可用于微電子、生物、微機械等微細結構的形貌及變形測量，也可用于混凝土結構、巖土試樣等大型構件表面形貌和變形測量。而且該儀器配有相應的相移條紋圖像處理軟件，使得該儀器測量精度明顯提高，并且使用方便、操作簡單。該儀器具有實時顯示、操作方便、精度高等優點。
[0031]實際應用時，上述基座I和投影儀支架7均放置在地面上。
[0032]當然，上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓人們能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型主要技術方案的精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種相移柵線投影測量儀，其特征在于它包括: 基座(1)， 安裝在所述基座(I)上、且能在該基座上前后移動的移動平臺(2)， 安裝于所述移動平臺(2)上的標定板(3)， 能夠投射光柵的數碼投影儀(4)， 與所述數碼投影儀(4)相連的計算機， 以及與所述計算機相連的攝像頭(6)。
2.根據權利要求1所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:所述移動平臺(2)上設置有用于固定所述標定板(3)的固定架(8)，所述標定板(3)與所述固定架(8)可拆卸連接。
3.根據權利要求1或2所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:所述攝像頭(6)的分辨率為1280X1024。
4.根據權利要求1或2所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:還包括投影儀支架(7)，所述數碼投影儀(4)布置在該投影儀支架(7)上。
5.根據權利要求4所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:所述投影儀支架(7)上面設置有一升降支架(5)，所述攝像頭(6)安裝在該升降支架(5)上。
6.根據權利要求1或2所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:所述基座(I)的上部帶有氣動防震平臺(Ia)，所述移動平臺(2)可前后移動地布置在該氣動防震平臺(Ia)上。
7.根據權利要求1或2所述的相移柵線投影測量儀，其特征在于:所述攝像頭(6)為CCD攝像頭。
【文檔編號】G01B11/25GK204101007SQ201420556663
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】李鷹 申請人:卓力特光電儀器(蘇州)有限公司