1.一種非接觸式復(fù)合測(cè)量?jī)x,其特征在于:包括用于安置待測(cè)物體的X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1),位于X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1)上方的圖像采集模塊(2),為圖像采集模塊(2)和X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1)提供光照的外部光源(3),位于圖像采集模塊(2)外圍朝向待測(cè)物體的投影模塊(4),集成控制器(5)及CP(6),所述集成控制器(5)連接X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1)、圖像采集模塊(2)、外部光源(3)、投影模塊(4)及CP(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式復(fù)合測(cè)量?jī)x,其特征在于:所述圖像采集模塊(2)包括從上向下依次設(shè)置的工業(yè)相機(jī)(21)、第一透鏡模組(22)、光闌(23)及第二透鏡模組(24);所述工業(yè)相機(jī)(21)為彩色相機(jī)或者黑白相機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式復(fù)合測(cè)量?jī)x,其特征在于:所述投影模塊(4)包括兩組對(duì)稱設(shè)于圖像采集模塊(2)兩側(cè)的投影單元;每一投影單元包括第一光源(41)和位于第一光源(41)下方的透鏡模組(42),第一光源(41)連接集成控制器(5);所述外部光源(3)包括表面光源(31)和平行背光源(32),表面光源(31)安裝于圖像采集模塊(2)正下方,與圖像采集模塊(2)光軸重合,表面光源為環(huán)形無(wú)影光源,平行背光源(32)連接X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1)下方與圖像采集模塊(2)、表面光源(31)光軸重合,該平行背光源(32)和表面光源(31)均連接集成控制器(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式復(fù)合測(cè)量?jī)x,其特征在于:所述X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1)包括用于安置待測(cè)物體的可調(diào)光玻璃載物平面(12)和可帶動(dòng)可調(diào)光玻璃載物平面(12)沿X軸、Y軸或Z軸方向移動(dòng)的三軸移動(dòng)平臺(tái)本體(11),該三軸移動(dòng)平臺(tái)本體(11)和可調(diào)光玻璃載物平面(12)均連接集成控制器(5)。
5.一種用于非接觸式復(fù)合測(cè)量?jī)x的測(cè)量方法,包括三維測(cè)量過程和二維測(cè)量過程:
所述三維測(cè)量過程如下:
將被測(cè)物體置于X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1)上;
PC(6)向集成控制器(5)發(fā)送任務(wù),集成控制器(5)接收到任務(wù)后,控制投影模塊(4)向被測(cè)物體照射結(jié)構(gòu)光;
集成控制器(5)再控制圖像采集模塊(2)拍攝被測(cè)物體的圖像,并在集成控制器(5)中進(jìn)行存儲(chǔ);
重復(fù)步驟(a)-(c),獲得所需的所有圖像;
集成控制器(5)利用解碼算法對(duì)所有圖像進(jìn)行處理,獲得被測(cè)物體表面三維輪廓點(diǎn)云數(shù)據(jù);
集成控制器(5)將該點(diǎn)云數(shù)據(jù)傳輸至PC(6)的客戶端軟件;
所述二維測(cè)量過程:集成控制器(5)控制外部光源(3)照射被測(cè)物體,然后集成控制器(5)觸發(fā)圖像采集模塊(1)拍攝被測(cè)物體的二維圖像,最后集成控制器(5)將圖像傳輸?shù)絇C(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于非接觸式復(fù)合測(cè)量?jī)x的測(cè)量方法,其特征在于:所述三維測(cè)量過程還包括步驟(g):當(dāng)無(wú)法一次性獲得被測(cè)區(qū)域的全部三維輪廓信息時(shí),集成控制器(5)控制X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1)沿X軸、Y軸或Z軸移動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)被測(cè)物體相對(duì)于光軸移動(dòng),重復(fù)步驟(a)-(f),使PC(6)能獲取所需的所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于非接觸式復(fù)合測(cè)量?jī)x的測(cè)量方法,其特征在于:所述步驟(b)中,所述投影模塊(4)向被測(cè)物體照射的結(jié)構(gòu)光包括黑白條紋編碼和正弦編碼;
所述步驟(b)中,所述投影模塊(4)向被測(cè)物體照射的結(jié)構(gòu)光和步驟(c)中,所述圖像采集模塊(2)拍攝被測(cè)物體的圖像的具體過程為:
(A)所述投影模塊(4)向被測(cè)物體投影黑白條紋編碼,移動(dòng)黑白條紋編碼的位置,圖像采集模塊(2)拍攝每一種黑白條紋編碼對(duì)應(yīng)的圖像;
(B)所述投影模塊(4)向被測(cè)物體再投影正弦編碼,并移動(dòng)正弦編碼的位置,圖像采集模塊(2)再一次拍攝每一種正弦編碼對(duì)應(yīng)的圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于非接觸式復(fù)合測(cè)量?jī)x的測(cè)量方法,其特征在于:所述步驟(e)集成控制器(5)利用解碼算法對(duì)所有圖像進(jìn)行處理,獲得被測(cè)物體表面三維輪廓點(diǎn)云數(shù)據(jù)的過程如下:
(C)將步驟(A)獲得的圖像進(jìn)行解碼,獲得被測(cè)物體表面輪廓的點(diǎn)云數(shù)據(jù),通過判斷點(diǎn)云數(shù)據(jù)的法向量獲得被測(cè)物體表面高度突變的坐標(biāo)信息;
(D)以發(fā)生高度突變的坐標(biāo)作為分界線,將步驟(B)的圖像分成不同區(qū)塊,利用相移法解碼得到各個(gè)區(qū)塊的輪廓。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于非接觸式復(fù)合測(cè)量?jī)x的測(cè)量方法,其特征在于:所述步驟(a)將被測(cè)物體置于X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1)上之后;當(dāng)需要獲取被測(cè)物體三維圖像信息時(shí),集成控制器(5)控制X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1)的可調(diào)光玻璃載物平面(11)處于不透光模式;而當(dāng)需要獲取被測(cè)物體二維圖像信息時(shí),集成控制器(5)控制X-Y-Z三軸移動(dòng)平臺(tái)(1)的可調(diào)光玻璃載物平面(12)處于透光模式。