一種桌面掃描機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種桌面掃描機構，包括掃描平臺，以及固定安裝在掃描平臺上的投影儀和攝像頭，所述投影儀同時投射至少2種不同顏色的光柵條紋，不同顏色的光柵條紋相互間隔依次排列，投射在被掃描物品上，攝像頭實時拍攝被光柵條紋全部覆蓋后的被掃描物品，并將拍攝數據發送給控制模塊。本發明所述的桌面掃描機構，通過安全的投影光、可轉動的掃描平臺，可實現物體表面的全方面快速掃描。
【專利說明】
一種桌面掃描機構
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種桌面掃描機構，屬于3D掃描技術領域。
【背景技術】
[0002]三維掃描儀的用途是創建物體幾何表面的點云(pointcloud)，這些點可用來插補成物體的表面形狀，越密集的點云可以創建更精確的模型。
[0003]目前常規的桌面掃描機構大多采用三維激光掃描技術，采用的激光光源亮度高，能量大，會對眼睛造成不可逆的嚴重傷害;此外，掃描過程中，放置被掃描物品的轉盤可進行360度轉動，但激光投影設備是固定不動的，這樣的設置很難實現形狀不規則物體的全方位掃描。
[0004]有鑒于此，本發明人對此進行研究，專門開發出一種桌面掃描機構，本案由此產生。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種桌面掃描機構，通過安全的投影光、可轉動的掃描平臺，實現物體表面的全方面快速掃描。
[0006]為了實現上述目的，本發明的解決方案是:
一種桌面掃描機構，包括掃描平臺，以及固定安裝在掃描平臺上的投影儀和攝像頭，所述投影儀同時投射至少2種不同顏色的光柵條紋，不同顏色的光柵條紋相互間隔依次排列投射在被掃描物品上，攝像頭實時拍攝被光柵條紋全部覆蓋后的被掃描物品，并將拍攝數據發送給控制模塊。
[0007]作為優選，所述掃描平臺為可活動平臺，通過電機控制掃描平臺活動。
[0008]作為優選，控制掃描平臺活動的電機包括用于控制其上下水平升降的步進電機，和控制其向上或向下轉動的伺服電機。
[0009]作為優選，為保證掃描平臺穩定升降，掃描平臺兩側設有導桿，掃描平臺在步進電機的帶動下可沿導桿上下滑動。
[0010]作為優選，所述投影儀、攝像頭均安裝在掃描盒上，掃描盒固定安裝在掃描平臺上，攝像頭正對轉動臺。這樣設置可以保證投影儀、攝像頭實現同位轉動，即投影儀、攝像頭的相對位置完全固定，不會因為掃描平臺的活動而調整。
[0011]作為優選，所述投影儀投射的光柵條紋為可見光或不可見光。
[0012]作為優選，所述投影儀同時投射黑白2種相互間隔設置的垂直光柵條紋，采用黑白2種顏色的光柵條紋，便于拍攝到的圖像數據后期處理。
[0013]作為優選，所述控制模塊采用微處理器控制，分別與投影儀、攝像頭、各個電機相連，用于控制其各項動作，并將采集到的拍攝數據發送給上位機進行處理。
[0014]上述桌面掃描機構工作原理:將被掃描物品放置在轉動臺后開始轉動，調整掃描平臺的高度，投影儀投射出光柵條紋，所述光柵條紋水平照射到有曲面的物體上會變成曲線，攝像頭捕獲該圖像，并通過控制模塊將拍攝到的圖像傳輸給上位機，上位機通過對應軟件合成3D模型，在掃描過程中，可通過掃描機構的步進電機和伺服電機調整投影儀和攝像頭的高度及角度，實現俯視、仰視等角度的掃描。
[0015]與現有技術相比，本發明所述的桌面掃描機構具有如下優點:
1、采用安全的投影光，其原理是采用投影光將特定的光柵條紋投影到測量工件表面，借助高分辨率的攝像頭對光柵干涉條紋進行拍照，利用光學拍照定位技術和光柵測量原理，可在極短時間內獲得復雜工作表面的完整點云；
2、上下可活動的掃描平臺可以調整拍攝和投影的角度，通過進行不同角度的掃描，復雜模型也可以一次性完成掃描。
[0016]以下結合附圖及具體實施例對本發明做進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實施例的桌面掃描機構結構圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實施例所述的桌面掃描機構3應用在桌面掃描儀中，所述桌面掃描儀還包括轉動機構2，所述轉動機構2安裝在底板I上，包括用于帶動被掃描物品轉動的轉動臺21，所述轉動臺21通過伺服電機可以進行任意角度的轉動，所述掃描機構3通過支撐架4也安裝在底板I上。
[0019]所述掃描機構3包括固定安裝在掃描平臺31上的投影儀32和攝像頭33，在本實施例中，所述投影儀32、攝像頭33和控制模塊統一安裝在掃描盒34中，掃描盒34固定安裝在掃描平臺上31，這樣設置可以保證投影儀32、攝像頭33實現同位轉動，即投影儀32、攝像頭33的相對位置完全固定，不會因為掃描平臺31的活動而調整。所述投影儀32內設有光柵，可同時投射至少2種不同顏色的光柵條紋，不同顏色的光柵條紋相互間隔依次排列，投射在被掃描物品上，攝像頭33實時拍攝被光柵條紋全部覆蓋后的被掃描物品，并將拍攝數據發送給控制模塊。所述投影儀32投射的光柵條紋為可見光或不可見光，當采用可見光時采用可見光攝像頭，當采用不可見光時，采用不可見光攝像頭。在本實施例中，所述光柵條紋為黑白2種顏色相互間隔設置的垂直條紋，且為可見光，采用黑白2中顏色的光柵條紋，便于拍攝到的圖像數據后期處理。光柵條紋的間距根據掃描精度的要求進行調整，光柵最小間距一般為0.1mm，光柵間距越小，掃描精度越高。所述攝像頭33正對轉動臺21。
[0020]為實現被掃描物品的全方位掃描，所述掃描平臺31為可活動平臺，掃描平臺31分別與伺服電機35和步進電機36相連，其中，步進電機36—般通過絲杠驅動掃描平臺31上下水平移動，為保證掃描盒34穩定升降，掃描平臺31兩側還設有導桿37，掃描平臺31在步進電機36的帶動下可沿導桿37上下滑動。伺服電機35用于驅動掃描平臺31向上或向下轉動，實現被掃描物品的俯視掃描和仰視掃描。
[0021]所述控制模塊采用微處理器控制，分別與投影儀32、攝像頭33、各個電機相連，用于控制其各項動作，并將采集到的拍攝數據發送給上位機進行處理。
[0022]上述桌面掃描機構工作原理:首先將被掃描物品放置在轉動臺21上，通過轉動臺伺服電機驅動轉動臺21轉動，被掃描物品跟著轉動，調整掃描平臺31的高度:對于體積小的物體，下降到投影光線可以完全覆蓋整個物體就可以，對于體積大的物體，采取分段掃描，就是先掃描下半部分，再掃描上半部分。投影儀32投射出光柵條紋，所述光柵條紋水平照射到有曲面的物體上會變成曲線，攝像頭33捕獲該圖像，并通過控制模塊將拍攝到的圖像傳輸給上位機，上位機通過對應軟件合成3D模型，在掃描過程中，可通過步進電機36和伺服電機35調整投影儀32和攝像頭33的高度及角度，實現俯視、仰視等角度的掃描。
[0023]本實施例所述的桌面掃描機構，采用安全的投影光，其原理是采用投影光將特定的光柵條紋投影到測量工件表面，借助高分辨率的攝像頭33對光柵干涉條紋進行拍照，利用光學拍照定位技術和光柵測量原理，可在極短時間內獲得復雜工作表面的完整點云;可轉動的轉動臺21和上下活動的掃描平臺31可以調整拍攝和投影的角度，通過進行不同角度的掃描，對于復雜模型都可以一次性完成掃描。
[0024]上述實施例和圖式并非限定本發明的產品形態和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明的專利范疇。
【主權項】
1.一種桌面掃描機構，其特征在于:包括掃描平臺，以及固定安裝在掃描平臺上的投影儀和攝像頭，所述投影儀同時投射至少2種不同顏色的光柵條紋，不同顏色的光柵條紋相互間隔依次排列，投射在被掃描物品上，攝像頭實時拍攝被光柵條紋全部覆蓋后的被掃描物品，并將拍攝數據發送給控制模塊。2.如權利要求1所述的一種桌面掃描機構，其特征在于:所述掃描平臺為可活動平臺，通過電機控制掃描平臺活動。3.如權利要求2所述的一種桌面掃描機構，其特征在于:控制掃描平臺活動的電機包括用于控制其上下水平升降的步進電機，和控制其向上或向下轉動的伺服電機。4.如權利要求3所述的一種桌面掃描機構，其特征在于:掃描平臺兩側設有導桿，掃描平臺在步進電機的帶動下可沿導桿上下滑動。5.如權利要求2所述的一種桌面掃描機構，其特征在于:所述投影儀、攝像頭均安裝在掃描盒上，攝像頭正對放置被掃描物品的轉動臺，掃描盒固定安裝在掃描平臺上。6.如權利要求1所述的一種桌面掃描機構，其特征在于:所述投影儀投射的光柵條紋為可見光或不可見光。7.如權利要求1所述的一種桌面掃描機構，其特征在于:所述投影儀同時投射黑白2種相互間隔設置的垂直光柵條紋。8.如權利要求1所述的一種桌面掃描機構，其特征在于:所述控制模塊采用微處理器控制，分別與投影儀、攝像頭、各個電機相連，用于控制其各項動作，并將采集到的拍攝數據發送給上位機進行處理。
【文檔編號】G01B11/25GK106091989SQ201610616811
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月29日 公開號201610616811.3, CN 106091989 A, CN 106091989A, CN 201610616811, CN-A-106091989, CN106091989 A, CN106091989A, CN201610616811, CN201610616811.3
【發明人】張靖, 金良, 金杰, 傅志強, 馮祺凱
【申請人】浙江迅實科技有限公司