專利名稱：用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于三維圖像采集設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及利用物理光路生成光學(xué)圖案， 在對光學(xué)采集設(shè)備進行標定后，利用光學(xué)采集設(shè)備采集圖像的一種用于三維模型圖像采集 的光柵式三維掃描裝置。
背景技術(shù)：
三維掃描技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)療服務(wù)業(yè)及文化產(chǎn)業(yè)上均有較廣泛的應(yīng)用，在工業(yè)上利 用于逆向工程計算，以及對體積較大、剛性較弱、形狀較復(fù)雜的工件進行結(jié)構(gòu)及外形測量， 在整形醫(yī)療服務(wù)業(yè)可用于創(chuàng)面分析、陰陽模設(shè)計，另外在三維動畫設(shè)計上也能用到三維掃 描技術(shù)。對于傳統(tǒng)的三維掃描設(shè)備多為接觸式掃描器、激光掃描儀，掃描速度慢，操作復(fù) 雜，對于被測件以及工作條件都有較嚴格的要求，在很多應(yīng)用領(lǐng)域三維掃描技術(shù)的均不適 用。最近發(fā)展起來的光柵式三維掃描技術(shù)尚處起步階段，多項技術(shù)均有待完善。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是診斷現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的三維掃描設(shè)備多為接觸式掃描器、激 光掃描儀，掃描速度慢，操作復(fù)雜，對于被測件以及工作條件都有較嚴格的要求，在很多領(lǐng) 域的應(yīng)用受到限制的不足而提供一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置，其特 征在于，所述光柵式三維掃描裝置的光柵生成設(shè)備固定在機械支撐裝置的橫向支持板上， 圖像采集器分列在光柵生成設(shè)備周圍，分別固定在機械支撐裝置的適當位置上；標定塊放 置在機械支撐裝置的工作臺面上，計算機通訊板卡通過信號線分別與圖像采集器及光柵生 成設(shè)備連接。所述圖像采集器的數(shù)目為1-8個；并且圖像采集器的傾向角度依照標定塊或采集 物大小調(diào)整。所述標定塊是一個尺寸經(jīng)過嚴格控制的印有精確測量標準刻度或圖案的標準量 塊。所述計算機通訊板卡為1394接口卡或USB接口卡。所述機械支撐裝置為三腳機架或三坐標機床。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)本實用新型所設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能保證得到絕大部分點對光線反射的法向方 向，獲得除空間位置之外更多的信息，如局部曲率等信息；(2)克服傳統(tǒng)設(shè)備先天不足的因素，將標志點位置精度的影響能力降到較低的程 度；(3)利用數(shù)據(jù)冗余剔除技術(shù)，拍攝次數(shù)的提高可以有效提升測量精度，可適用于對 精度要求極其嚴格的情況，從而使設(shè)備有更強的適用性。
圖1為光柵式三維掃描裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為印有精確測量標準刻度或圖案的標準量塊示意圖。
具體實施方式本實用新型提供一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置，下面結(jié)合附 圖對本實用新型予以說明。圖1所示為光柵式三維掃描裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。光柵生成設(shè)備 3固定在機械支撐裝置6的橫向支持板7上，該機械支撐裝置6為三腳機架或三坐標機床。 第一圖像采集器1，第二圖像采集器2分列在光柵生成設(shè)備3兩邊，分別固定在機械支撐裝 置6兩邊的立柱上；根據(jù)標定塊4或檢測物大小調(diào)整圖像采集器的數(shù)目為1-8個；并且圖像 采集器的傾向角度可以任意調(diào)整，以顯示的圖像最清晰為準。標定塊4放置在機械支撐裝 置6的工作臺面上(如三2坐標機床的工作臺面)，計算機 通訊板卡5通過信號線分別與第一圖像采集器1，第二圖像采集器2及光柵生成設(shè)備3連 接；計算機通訊板卡5為1394接口卡或USB接口卡。所述標定塊是一個尺寸經(jīng)過嚴格控制的印有精確測量標準刻度或圖案的標準量 塊(如圖2所示)。本實用新型為提高數(shù)據(jù)采集速度，采用了如下措施1. 1數(shù)據(jù)采集速度提高策略 采用1394接口的數(shù)據(jù)采集接口 ； 采用CCD或CMOS電子高速相機； 使用不間斷拍攝模式，在光柵圖案切換后從緩存中選取數(shù)據(jù)。1. 2數(shù)據(jù)采集效率提高策略 采用三自由度設(shè)備拍攝方向調(diào)整器，保證各個拍攝視角的可達性； 相機與光柵發(fā)射器間相對位置可調(diào)，保證在多尺度條件下的可用性； 光柵發(fā)射器的亮度及相機的曝光時間可調(diào)，保證在不同光照條件下設(shè)備的適應(yīng) 能力。
權(quán)利要求一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置，其特征在于，所述光柵式三維掃描裝置的光柵生成設(shè)備固定在機械支撐裝置的橫向支持板上，圖像采集器分列在光柵生成設(shè)備周圍，分別固定在機械支撐裝置的適當位置上；標定塊放置在機械支撐裝置的工作臺面上，計算機通訊板卡通過信號線分別與圖像采集器及光柵生成設(shè)備連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置，其特征在 于，所述圖像采集器的數(shù)目為1-8個；并且圖像采集器的傾向角度依照標定塊或采集物大 小調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置，其特征在 于，所述標定塊是一個尺寸經(jīng)過嚴格控制的印有精確測量標準刻度或圖案的標準量塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置，其特征在 于，所述計算機通訊板卡為1394接口卡或USB接口卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置，其特征在 于，所述機械支撐裝置為三腳機架或三坐標機床。
專利摘要本實用新型公開了屬于三維圖像采集設(shè)備領(lǐng)域的一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置。該光柵生成設(shè)備固定在機械支撐裝置的橫向支持板上，圖像采集器分列在光柵生成設(shè)備周圍，分別固定在機械支撐裝置的適當位置上；標定塊放置在機械支撐裝置的工作臺面上，計算機通訊板卡通過信號線分別與圖像采集器及光柵生成設(shè)備連接?？朔藗鹘y(tǒng)的三維掃描設(shè)備掃描速度慢，操作復(fù)雜，對于被測件以及工作條件都有較嚴格的要求，在很多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制的缺陷，本實用新型所設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能保證得到絕大部分點對光線反射的法向方向，獲得除空間位置之外更多的信息。
文檔編號G01B11/24GK201732211SQ20102018644
公開日2011年2月2日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者劉俊, 張強 申請人:北京技睿新天科技有限公司