三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置，包括：立方體，立方體上的三個(gè)相互垂直的平面分別為第一面、第二面和第三面；磁性底座，磁性底座通過連接桿與立方體的第四面固定連接，第四面與第二面相對(duì)，并且磁性底座與產(chǎn)品吸附在一起。本實(shí)用新型無需對(duì)已掃描部位進(jìn)行二次掃描，而是對(duì)體積較小的立方體的三個(gè)面進(jìn)行二次掃描，可使效率提高50％左右；利用立方體上的凸臺(tái)作為參考點(diǎn)對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行拼接，很容易找到參考點(diǎn)，并且由于凸臺(tái)面的形狀規(guī)則，參考點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)穩(wěn)定，大大降低了點(diǎn)云拼接的誤差；該輔助裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，操作方便快捷。
【專利說明】
三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]三維掃描是集光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高新技術(shù)，主要用于對(duì)物體空間外形和結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，以獲得物體表面的空間坐標(biāo)。它的重要意義在于能夠?qū)?shí)物的立體信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能直接處理的數(shù)字信號(hào)，為實(shí)物數(shù)字化提供了相當(dāng)方便快捷的手段。
[0003]三維掃描儀作為一種快速的立體測(cè)量設(shè)備，彌補(bǔ)了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)存在的易于損傷測(cè)頭、劃傷被測(cè)零件的表面、測(cè)量速度慢、不易獲得連續(xù)的坐標(biāo)點(diǎn)和無法對(duì)易碎、易變形的物體進(jìn)行測(cè)量的缺點(diǎn)。因其測(cè)量速度快、精度高、非接觸、使用方便等優(yōu)點(diǎn)而得到越來越多的應(yīng)用。
[0004]通常，三維掃描儀掃描后得到的測(cè)量數(shù)據(jù)是由大量的三維坐標(biāo)點(diǎn)所組成，根據(jù)掃描儀的性質(zhì)、掃描參數(shù)和被測(cè)物體的大小，由幾百點(diǎn)到幾百萬點(diǎn)不等，這些大量的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)稱為“點(diǎn)云”。使用三維掃描儀對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行掃描，可以將點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集到計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建實(shí)際物體的數(shù)字模型(這個(gè)過程稱做三維重建)。
[0005]目前使用三維掃描儀對(duì)產(chǎn)品掃描時(shí)，因?yàn)楫a(chǎn)品是放在平臺(tái)上進(jìn)行掃描，所以朝下的面是掃描不到的。為了能得到一個(gè)整體產(chǎn)品的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，首先要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行兩次掃描，然后再拼接成一個(gè)整體的方法來完成。方法如下:第一步:把產(chǎn)品放到平臺(tái)上進(jìn)行掃描，如圖2所示的產(chǎn)品，本次掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)包括除產(chǎn)品的底面(A面)外的其他五個(gè)面;第二步:把產(chǎn)品水平翻轉(zhuǎn)180°，然后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行再次掃描，如圖3所示的產(chǎn)品，本次掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)包括除產(chǎn)品的底面(C面)外的其他五個(gè)面;這樣兩次掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)共同包括四個(gè)面的數(shù)據(jù);第三步:把兩次掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)齊拼接，即在兩次掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中尋找四個(gè)共有面上的共有點(diǎn)的數(shù)據(jù)，使兩個(gè)點(diǎn)云圖自動(dòng)拼接成一個(gè)整體。
[0006]但是，需要對(duì)產(chǎn)品的某些部位進(jìn)行兩次掃描，做了重復(fù)的工作，這需要消耗60%左右的時(shí)間，因此工作效率低，尤其對(duì)于體積大的產(chǎn)品，這方面影響特別明顯；另外，由于對(duì)于一些形狀不規(guī)則的產(chǎn)品，在點(diǎn)云數(shù)據(jù)中尋找共有點(diǎn)時(shí)，缺乏適宜的參照點(diǎn)，容易增加點(diǎn)云拼接誤差。
[0007]公開于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本實(shí)用新型的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置，從而克服現(xiàn)有的掃描方法工作效率低且點(diǎn)云拼接誤差大的缺陷。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置，輔助裝置包括:立方體，立方體上的三個(gè)相互垂直的平面分別為第一面、第二面和第三面;磁性底座，磁性底座通過連接桿與立方體的第四面固定連接，第四面與第二面相對(duì)，并且磁性底座與產(chǎn)品吸附在一起。
[0010]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，第一面、第二面和第三面上分別設(shè)有兩個(gè)凸臺(tái)。
[0011]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，凸臺(tái)的凸臺(tái)面為圓形、正方形或長(zhǎng)方形。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0013]本實(shí)用新型無需對(duì)已掃描部位進(jìn)行二次掃描，而是對(duì)體積較小的立方體的三個(gè)面進(jìn)行二次掃描，可使效率提高50 %左右;利用立方體上的凸臺(tái)作為參考點(diǎn)對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行拼接，很容易找到參考點(diǎn)，并且由于凸臺(tái)面的形狀規(guī)則，參考點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)穩(wěn)定，大大降低了點(diǎn)云拼接的誤差;該輔助裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，操作方便快捷。
【附圖說明】
[0014]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的三維掃描儀的點(diǎn)云拼接方法的第一檢測(cè)步驟的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的三維掃描儀的點(diǎn)云拼接方法的第二檢測(cè)步驟的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]主要附圖標(biāo)記說明:
[0018]卜立方體，n-第一面，m-凸臺(tái)，12-第二面，121-凸臺(tái)，13-第三面，131-凸臺(tái)，2-連接桿，3-磁性底座，4-產(chǎn)品，5-工作臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0020]除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。
[0021]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置包括立方體1、連接桿2以及磁性底座3，立方體I與磁性底座3通過連接桿2固定連接。
[0022]立方體I上的三個(gè)相互垂直的平面(即共用同一個(gè)頂點(diǎn)的三個(gè)平面)分別為第一面
11、第二面12和第三面13，第一面11、第二面12和第三面13上分別設(shè)有兩個(gè)凸臺(tái)111、兩個(gè)凸臺(tái)121以及兩個(gè)凸臺(tái)131。凸臺(tái)111、凸臺(tái)121以及凸臺(tái)131的凸臺(tái)面為規(guī)則形狀，如圓形、長(zhǎng)方形、正方形、三角形等。磁性底座3通過連接桿2與立方體I的第四面固定連接，第四面與第二面12相對(duì)。
[0023]利用該輔助裝置進(jìn)行點(diǎn)云拼接時(shí)，包括如下步驟:
[0024]定位步驟:將產(chǎn)品4放置在工作臺(tái)5上，產(chǎn)品4上被工作臺(tái)5遮擋的部位為遮蔽部位；將磁性底座3吸附在產(chǎn)品4上，使第一面11、第二面12以及第三面13位于掃描范圍內(nèi)。
[0025]作為一個(gè)實(shí)施例，如圖2所示，產(chǎn)品4為立方體狀，其底面為A面(即遮蔽部位)，右側(cè)面為B面，頂面為C面，左側(cè)面為D面，后側(cè)面為E面，前側(cè)面為F面。此時(shí)，立方體I的第一面11為頂面，第二面12為右側(cè)面，第三面13為前側(cè)面。
[0026]第一檢測(cè)步驟:使三維掃描儀掃描產(chǎn)品4上暴露于工作臺(tái)5之外的表面以及第一面
11、第二面12以及第三面13(包括凸臺(tái)111、凸臺(tái)121以及凸臺(tái)131)，形成第一點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
[0027]旋轉(zhuǎn)步驟:將產(chǎn)品4和輔助裝置一起旋轉(zhuǎn)一定的角度，使產(chǎn)品4的遮蔽部位暴露于工作臺(tái)5之外，并且第一面11、第二面12以及第三面13位于掃描范圍內(nèi)。
[0028]優(yōu)選地，將產(chǎn)品4和輔助裝置一起水平翻轉(zhuǎn)180°。如圖3所述，旋轉(zhuǎn)后，產(chǎn)品4的A面(遮蔽部位)朝上，暴露于工作臺(tái)5外，同時(shí)B面、D面、E面、F面也暴露于工作臺(tái)5外，C面與工作臺(tái)接觸，未暴露于工作臺(tái)5外。此時(shí)，立方體I的第一面11為底面，第二面12為右側(cè)面，第三面13為后側(cè)面。
[0029]第二檢測(cè)步驟:使三維掃描儀掃描遮蔽部位的表面以及第一面11、第二面13以及第三面13(包括凸臺(tái)111、凸臺(tái)121以及凸臺(tái)131)，形成第二點(diǎn)云數(shù)據(jù)；如圖3所示，在該步驟中，檢測(cè)產(chǎn)品4的A面以及第一面11、第二面13以及第三面13。
[0030]拼接步驟:在第一云數(shù)據(jù)和第二云數(shù)據(jù)中尋找第一面11、第二面13以及第三面13上的共同點(diǎn)的數(shù)據(jù)作為參考，從而將第一點(diǎn)數(shù)據(jù)和第二點(diǎn)數(shù)據(jù)拼接起來。優(yōu)選地，選擇凸臺(tái)
111、凸臺(tái)121以及凸臺(tái)131上的共同點(diǎn)的數(shù)據(jù)作為參考。優(yōu)選地，選擇凸臺(tái)111的凸臺(tái)面、凸臺(tái)121的凸臺(tái)面、凸臺(tái)131的凸臺(tái)面的圓心(對(duì)圓形而言)或幾何中心(對(duì)正方形、長(zhǎng)方形或三角形而言，如中心、中心等)的數(shù)據(jù)作為參考。
[0031]本實(shí)用新型無需對(duì)已掃描部位進(jìn)行二次掃描，而是對(duì)體積較小的立方體的三個(gè)面進(jìn)行二次掃描，由于掃描面積小，可使效率提高50%左右;利用立方體上的凸臺(tái)作為參考點(diǎn)對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行拼接，很容易找到參考點(diǎn)，并且由于凸臺(tái)面的形狀規(guī)則，參考點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)穩(wěn)定，大大降低了點(diǎn)云拼接的誤差;該輔助裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，操作方便快捷。
[0032]前述對(duì)本實(shí)用新型的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本實(shí)用新型限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本實(shí)用新型的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本實(shí)用新型的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本實(shí)用新型的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置，其特征在于，所述輔助裝置包括: 立方體，所述立方體上的三個(gè)相互垂直的平面分別為第一面、第二面和第三面； 磁性底座，所述磁性底座通過連接桿與所述立方體的第四面固定連接，所述第四面與所述第二面相對(duì)，并且所述磁性底座與產(chǎn)品吸附在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置，其特征在于，所述第一面、所述第二面和所述第三面上分別設(shè)有兩個(gè)凸臺(tái)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維掃描儀的點(diǎn)云拼接的輔助裝置，其特征在于，所述凸臺(tái)的凸臺(tái)面為圓形、正方形或長(zhǎng)方形。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK205537540SQ201620128267
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日
【發(fā)明人】劉家杰, 龐建召, 寧文通, 滕倫生, 寧忠
【申請(qǐng)人】廣西玉柴機(jī)器股份有限公司