單相機三維影像測量儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種工業領域影像測量儀的改進，使用單相機實現了對于物體“底面”以及“垂直底面的一個側面”的影像采集和分析。
【背景技術】
[0002]二維影像測量已經基本成熟，在此基礎上，為實現三維影像測量，有以下傳統方式:
1.布設多個相機對應采集物體多個側面影像，見專利[201010618484.8]，該方法存在復雜、成本高的缺點。
[0003]2.令單臺相機運動至不同位置以便采集物體不同側面影像，或對普通二維影像測量儀加裝接觸式傳感器實現另外一個維度的測量，見專利[201420310231.8]，該方法存在復雜、效率低的缺點。
[0004]3.使用結構光法，即向待測曲面投射預設的圖案，通過分析圖案的變形量得到曲面的三維尺寸信息，見專利[201210291454.X]，該方法常應用于曲面，但對于相互垂直的兩面缺乏適用性，且只抽檢了投射圖案線覆蓋處的尺寸，未能實現尺寸全檢，也未能實現三維外觀檢測。
[0005]
【發明內容】
[0006]本發明針對釹鐵硼工件尺寸外觀檢測設備所面臨的技術問題，在現有外形尺寸和外觀質量檢測相關技術的基礎上，提出了一種以計算機控制技術為核心，將上料、排料、檢測、分選、收料融為一體的全自動化的釹鐵硼工件尺寸外觀檢測設備的技術方案。
[0007]本發明的目的是提供一種成本低、結構簡單、采集效率更高的三維影像測量儀。
[0008]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
通過平面鏡(或棱鏡)折轉光線，實現將物體“底面”以及“垂直底面的一個側面”的影像融匯至單相機，并由計算機分析該影像實現尺寸或外觀檢測。
[0009]其中反射鏡用于改變光路方向；半反半透鏡具備允許入射至其表面的光線透過同時對入射至另一表面光線進行反射的特性，從而用于不同方向的光路融匯為同方向光路。光路轉折具體通過以下幾種方式實現。
[0010]1.底面光線經反射鏡片(C)反射后透過半反半透鏡片(B)進入相機；側面光線經反射鏡片(A)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。
[0011]2.底面光線經反射鏡片(C)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；側面光線經反射鏡片(A)反射后透過半反半透鏡片(B)進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。
[0012]3.底面光線透過半反半透鏡片(B)進入相機；側面光線經反射鏡片(A)和反射鏡片(C)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。
[0013]4.底面光線經反射鏡片(C)和反射鏡片(A)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；側面光線透過半反半透鏡片(B)進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。
[0014]該發明使用單相機和三塊平面鏡(或棱鏡)實現了三維影像的采集，與多相機方案相比成本顯著降低，與“運動至不同側面進行采集”的方案相比，不需要復雜的運動機構，結構更簡單，同時由于相機不需要大范圍移動，采集效率更高。
【附圖說明】
[0015]圖1、圖2、圖3和圖4為本發明實施例示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明由單臺相機及鏡頭、反射鏡、半反半透鏡、透明玻璃載物臺、計算機以及若干機械固定件構成。
[0017]其中相機為200萬像素，鏡頭視野為46mm X 35mm ；
兩片反射鏡和一片半反半透鏡所在平面相互平行，且與相機光軸成45°夾角。反射鏡、半反半透鏡以及相機之間的空間位置關系可具體實施為四種方式，如下所述。
[0018]1.如圖1所示，底面光線經反射鏡片(C)反射后透過半反半透鏡片(B)進入相機；側面光線經反射鏡片(A)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。
[0019]2.如圖2所示，底面光線經反射鏡片(C)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；側面光線經反射鏡片(A)反射后透過半反半透鏡片(B)進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。
[0020]3.如圖3所示，底面光線透過半反半透鏡片(B)進入相機；側面光線經反射鏡片(A)和反射鏡片(C)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。
[0021]4.如圖4所示，底面光線經反射鏡片(C)和反射鏡片(A)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；側面光線透過半反半透鏡片(B)進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。
[0022]以上所述僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種單相機三維影像測量儀，其特征在于通過平面鏡(或棱鏡)折轉光線，實現將物體“底面”以及“垂直底面的一個側面”的影像融匯至單相機，并由計算機分析該影像實現尺寸或外觀檢測。2.權利要求1所述平面鏡(或棱鏡)折轉光線為底面光線經反射鏡片(C)反射后透過半反半透鏡片(B)進入相機；側面光線經反射鏡片(A)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。3.權利要求1所述平面鏡(或棱鏡)折轉光線為底面光線經反射鏡片(C)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；側面光線經反射鏡片(A)反射后透過半反半透鏡片(B)進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。4.權利要求1所述平面鏡(或棱鏡)折轉光線為底面光線透過半反半透鏡片(B)進入相機；側面光線經反射鏡片(A)和反射鏡片(C)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。5.權利要求1所述平面鏡(或棱鏡)折轉光線為底面光線經反射鏡片(C)和反射鏡片(A)反射后再經半反半透鏡片(B)反射進入相機；側面光線透過半反半透鏡片(B)進入相機；工件底面和側面在一臺相機上成像。6.權利要求1所述單相機采集兩個面影像，可以是一次曝光，也可以兩次曝光。7.權利要求1所述“底面以及垂直底面的一個側面”泛指相互垂直的兩個面。
【專利摘要】本發明公開了一種單相機三維影像測量儀，該機構由：相機、鏡頭、反射鏡、半反半透鏡、透明載物臺以及計算機組成。單相機三維影像測量儀通過單個相機實現對于物體“底面”以及“垂直底面的一個側面”的影像采集，分析該影像實現上述兩個相互垂直面的尺寸測量或外觀檢測。
【IPC分類】G01B11/24
【公開號】CN105157601
【申請號】CN201510313044
【發明人】崔凱翔, 陳明, 楊玉杰, 凌云
【申請人】北京領邦儀器技術有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年6月10日