專利名稱：一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及逆向工程測(cè)量技術(shù)，特別涉及一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
逆向工程專門為制造業(yè)提供了一個(gè)全新、高效的重構(gòu)手段，實(shí)現(xiàn)從實(shí)際物體到幾 何建模的直接轉(zhuǎn)換。逆向工程測(cè)量系統(tǒng)可分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量，非接觸式測(cè)量 通常是通過(guò)光學(xué)測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在測(cè)量的過(guò)程中沒(méi)有測(cè)頭接觸被測(cè)表面，避免了測(cè)頭或被 測(cè)表面的損傷，同時(shí)其測(cè)量速度快，自動(dòng)化程度高，適用于各種軟硬材料的各類復(fù)雜曲面模 型的微觀或宏觀部位的三維高速測(cè)量，因此在很多工程中和科學(xué)研究中都采用這種測(cè)量方 法。 三維掃描儀采用的是非接觸掃描，其實(shí)施方式是在被測(cè)物體上不規(guī)則地粘貼必要 的標(biāo)志點(diǎn)，測(cè)量時(shí)掃描軟件能夠自動(dòng)識(shí)別這些標(biāo)志點(diǎn)，并將多次測(cè)量結(jié)果自動(dòng)拼接起來(lái)，從 而得到幾何建模用的數(shù)據(jù)。對(duì)于簡(jiǎn)單的大中型物件來(lái)說(shuō)，這種方法能得到很精確的點(diǎn)云數(shù) 據(jù)，但是，對(duì)于小型件，特別是形狀不規(guī)則的細(xì)長(zhǎng)物件，例如一些絕度尺寸小、長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的 類圓柱體，這種方法往往得不到很理想的數(shù)據(jù)，主要有兩個(gè)問(wèn)題，首先是待測(cè)物體的放置問(wèn) 題，目前也還沒(méi)有一種很好的針對(duì)這類物件的固定裝置，有時(shí)候因?yàn)榉胖玫牟焕硐?，使得?的數(shù)據(jù)誤差很大，達(dá)不到工程要求。另外是標(biāo)志點(diǎn)問(wèn)題，由于待測(cè)物件比較細(xì)小，不容易貼 標(biāo)志點(diǎn)，或者貼了標(biāo)志點(diǎn)以后容易把比較重要的面給擋住，這樣對(duì)整個(gè)測(cè)量結(jié)果都是不利 的。因此有不少技術(shù)人員就選用非標(biāo)志點(diǎn)測(cè)量，即單面掃描的方式，由于單面掃描只能掃描 一次，只有一個(gè)視角，數(shù)據(jù)極其不全面，所以采用單面掃描的方式是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于三維掃描儀的輔
助測(cè)量裝置，該裝置能較好地配合三維掃描儀實(shí)現(xiàn)對(duì)絕度尺寸小、長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的類圓柱體等
形狀不規(guī)則的細(xì)長(zhǎng)物件的多視角三維數(shù)據(jù)的測(cè)量，使得到的測(cè)量數(shù)據(jù)全面、準(zhǔn)確。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，包括底座和待
測(cè)物固定機(jī)構(gòu)，待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)設(shè)于底座上，所述底座及待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)的表面均涂有不
反光的深色涂層，深色涂層上設(shè)置有多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)。 所述待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和至少兩個(gè)待測(cè)物支座，導(dǎo)軌固定于底座上，各待 測(cè)物支座分別設(shè)于導(dǎo)軌上并滑動(dòng)于導(dǎo)軌上，各待測(cè)物支座上還設(shè)有能將待測(cè)物支座固定于 導(dǎo)軌上的螺釘。 所述待測(cè)物支座包括固定塊和支撐架，固定塊與導(dǎo)軌連接，支撐架設(shè)于固定塊上 方。 所述支撐架可為采用鋼絲彎折而成的鋼絲架，鋼絲架中部為用于放置待測(cè)物的凹 狀結(jié)構(gòu)；固定塊上方設(shè)有與鋼絲架兩端鋼絲對(duì)應(yīng)的固定孔，鋼絲架兩端鋼絲與其對(duì)應(yīng)的固定孔之間分別采用過(guò)盈配合的連接方式。 所述支撐架也可為采用塑料、木材或金屬制成的支撐板，支撐板中部為用于放置 待測(cè)物的凹狀結(jié)構(gòu)；固定塊上方設(shè)有與支撐板底部對(duì)應(yīng)的固定槽，支撐板與固定塊之間通 過(guò)螺釘鎖緊連接。 所述支撐架上還設(shè)有能進(jìn)一步固定待測(cè)物的橡皮筋或夾子。 所述固定塊底部為凹槽結(jié)構(gòu)，且凹槽縱向截面的形狀與導(dǎo)軌縱向截面的形狀一 致。 作為最優(yōu)選的方案，所述深色涂層為黑色油漆涂層。 所述底座與待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)相接的表面為矩形平面。 所述底座的材料為塑料、木材或金屬。 三維掃描儀結(jié)合本實(shí)用新型的輔助測(cè)量裝置使用時(shí)，其測(cè)量過(guò)程具體為 (1)在待測(cè)物表面噴涂顯影劑，并進(jìn)行干燥處理，再將經(jīng)過(guò)干燥處理的待測(cè)物固定
于本輔助測(cè)量裝置的待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)上，確保兩者之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)后，待測(cè)物與本輔助測(cè)
量裝置構(gòu)成一個(gè)被測(cè)整體。 (2)調(diào)整測(cè)量機(jī)對(duì)被測(cè)整體進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量所獲得的三維數(shù)據(jù)保存至計(jì)算機(jī) 中，具體為 先調(diào)整測(cè)量機(jī)的高度，并對(duì)測(cè)量機(jī)的鏡頭進(jìn)行微調(diào)，將測(cè)量機(jī)與被測(cè)整體之間的 距離調(diào)整到焦距，將測(cè)量機(jī)的光柵調(diào)至清晰；然后開(kāi)始進(jìn)行拍攝，測(cè)量機(jī)在對(duì)被測(cè)整體進(jìn)行 第一次拍攝時(shí)，拍攝面上應(yīng)有4個(gè)以上的標(biāo)志點(diǎn)，此后每一次拍攝時(shí)，拍攝面上應(yīng)有1個(gè)以 上的舊標(biāo)志點(diǎn)和1個(gè)以上新標(biāo)志點(diǎn)，總標(biāo)志點(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)少于4個(gè)，但如果對(duì)被測(cè)整體的局 部進(jìn)行不同角度的重復(fù)拍攝時(shí)，能夠被測(cè)量機(jī)識(shí)別的舊標(biāo)志點(diǎn)的數(shù)量不少于4個(gè)，以保證 測(cè)量數(shù)據(jù)的連貫性和整體性；在前一次拍攝完成后，調(diào)整測(cè)量機(jī)鏡頭接著進(jìn)行下一次拍攝， 在后一次拍攝和前一次拍攝的過(guò)程中，當(dāng)被測(cè)整體的拍攝面與測(cè)量機(jī)鏡頭之間仍然保持焦 距時(shí)，則通過(guò)平移測(cè)量機(jī)繼續(xù)拍攝，當(dāng)被測(cè)整體的拍攝面與鏡頭之間不再保持焦距時(shí)，則通 過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)量機(jī)高度繼續(xù)拍攝，使被測(cè)整體的拍攝面與測(cè)量機(jī)鏡頭之間繼續(xù)保持焦距，并調(diào) 節(jié)光柵至清晰狀態(tài)，然后進(jìn)行拍攝；如此重復(fù)拍攝，直至獲取被測(cè)整體的所需數(shù)據(jù)，測(cè)量完 成。 (3)在得到的全部數(shù)據(jù)中刪去多余的數(shù)據(jù)，只保留待測(cè)物的三維數(shù)據(jù)，此時(shí)得到待 測(cè)物的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型的輔助測(cè)量裝置相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果 (1)在三維掃描儀中結(jié)合本實(shí)用新型的輔助測(cè)量裝置，能較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)絕度尺寸
小、長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的類圓柱體等形狀不規(guī)則的細(xì)長(zhǎng)物件進(jìn)行多視角三維數(shù)據(jù)測(cè)量，使得到的測(cè)
量數(shù)據(jù)全面、準(zhǔn)確；克服了由于工件過(guò)長(zhǎng)、過(guò)細(xì)而難以實(shí)現(xiàn)全角度測(cè)量的問(wèn)題。
(2)本實(shí)用新型的輔助測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較容易實(shí)現(xiàn)，其成本也較低；同時(shí)不
僅適用于三維掃描儀，也適用于相近領(lǐng)域的測(cè)量機(jī)或拍攝裝置，其使用范圍較廣。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為實(shí)施例一的待測(cè)物支座結(jié)構(gòu)示意圖。[0025] 圖3為實(shí)施例二的待測(cè)物支座結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)
施方式不限于此。 實(shí)施例一 本實(shí)施例一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括底座1和 待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)，待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)設(shè)于底座1上，底座1及待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)的表面均涂有不 反光的深色涂層，深色涂層上設(shè)有多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)2，標(biāo)志點(diǎn)2為不規(guī)則分布，其分布密度可根 據(jù)待測(cè)物的形狀、大小進(jìn)行設(shè)置。 其中待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌4和至少兩個(gè)待測(cè)物支座3，導(dǎo)軌4固定于底座1 上，各待測(cè)物支座3分別設(shè)于導(dǎo)軌4上并滑動(dòng)于導(dǎo)軌4上，各待測(cè)物支座3上還設(shè)有能將待 測(cè)物支座3固定于導(dǎo)軌4上的螺釘5。 待測(cè)物支座3包括固定塊6和支撐架7，固定塊6與導(dǎo)軌4連接，支撐架7設(shè)于固 定塊6上方。 固定塊6底部為凹槽結(jié)構(gòu)，且凹槽縱向截面的形狀與導(dǎo)軌4縱向截面的形狀一致。 作為最優(yōu)選的方案，深色涂層可為黑色油漆涂層。 底座1與待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)相接的表面為矩形平面。 底座1的材料可為塑料、木材或金屬。 如圖2所示，本實(shí)施例中支撐架7可為采用鋼絲彎折而成的鋼絲架，鋼絲架中部為
用于放置待測(cè)物的凹狀結(jié)構(gòu)；固定塊6上方設(shè)有與鋼絲架兩端鋼絲對(duì)應(yīng)的固定孔9，鋼絲架
兩端鋼絲與其對(duì)應(yīng)的固定孔9之間分別采用過(guò)盈配合的連接方式。 為了更好地固定待測(cè)物，支撐架7上還可以設(shè)有橡皮筋或夾子8。 三維掃描儀結(jié)合本實(shí)施例的輔助測(cè)量裝置使用時(shí)，其測(cè)量過(guò)程具體為 (1)在待測(cè)物表面噴涂顯影劑，并進(jìn)行干燥處理，再將經(jīng)過(guò)干燥處理的待測(cè)物固定
于本輔助測(cè)量裝置的待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)上，確保兩者之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)后，待測(cè)物與本輔助測(cè)
量裝置構(gòu)成一個(gè)被測(cè)整體。 (2)調(diào)整測(cè)量機(jī)對(duì)被測(cè)整體進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量所獲得的三維數(shù)據(jù)保存至計(jì)算機(jī) 中，具體為 先調(diào)整測(cè)量機(jī)的高度，并對(duì)測(cè)量機(jī)的鏡頭進(jìn)行微調(diào)，將測(cè)量機(jī)與被測(cè)整體之間的 距離調(diào)整到焦距，將測(cè)量機(jī)的光柵調(diào)至清晰；然后開(kāi)始進(jìn)行拍攝，測(cè)量機(jī)在對(duì)被測(cè)整體進(jìn)行 第一次拍攝時(shí)，拍攝面上應(yīng)有4個(gè)以上的標(biāo)志點(diǎn)，此后每一次拍攝時(shí)，拍攝面上應(yīng)有1個(gè)以 上的舊標(biāo)志點(diǎn)和1個(gè)以上新標(biāo)志點(diǎn)，總標(biāo)志點(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)少于4個(gè)，但如果對(duì)被測(cè)整體的局 部進(jìn)行不同角度的重復(fù)拍攝時(shí)，能夠被測(cè)量機(jī)識(shí)別的舊標(biāo)志點(diǎn)的數(shù)量不少于4個(gè)，以保證 測(cè)量數(shù)據(jù)的連貫性和整體性；在前一次拍攝完成后，調(diào)整測(cè)量機(jī)鏡頭接著進(jìn)行下一次拍攝， 在后一次拍攝和前一次拍攝的過(guò)程中，當(dāng)被測(cè)整體的拍攝面與測(cè)量機(jī)鏡頭之間仍然保持焦 距時(shí)，則通過(guò)平移測(cè)量機(jī)繼續(xù)拍攝，當(dāng)被測(cè)整體的拍攝面與鏡頭之間不再保持焦距時(shí)，則通 過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)量機(jī)高度繼續(xù)拍攝，使被測(cè)整體的拍攝面與測(cè)量機(jī)鏡頭之間繼續(xù)保持焦距，并調(diào) 節(jié)光柵至清晰狀態(tài)，然后進(jìn)行拍攝；如此重復(fù)拍攝，直至獲取被測(cè)整體的所需數(shù)據(jù)，測(cè)量完
5成。
(3)在得到的全部數(shù)據(jù)中刪去多余的數(shù)據(jù)，只保留待測(cè)物的三維數(shù)據(jù)，此時(shí)得到待
測(cè)物的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。 實(shí)施例二 本實(shí)施例一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，與實(shí)施例一相比，其不同之處在 于，待測(cè)物支座3的結(jié)構(gòu)如圖3所示，支撐架7為采用塑料、木材或金屬制成的支撐板，支撐 板中部為用于放置待測(cè)物的凹狀結(jié)構(gòu)；固定塊6上方設(shè)有與支撐板底部對(duì)應(yīng)的固定槽10， 支撐板與固定塊6之間通過(guò)螺釘5鎖緊連接。 如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施 例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；即凡依本實(shí)用新型內(nèi)容所作的均等變化與修飾， 都為本實(shí)用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其特征在于，包括底座和待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)，待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)設(shè)于底座上，所述底座及待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)的表面均涂有不反光的深色涂層，深色涂層上設(shè)置有多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其特征在于，所述待測(cè) 物固定機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和至少兩個(gè)待測(cè)物支座，導(dǎo)軌固定于底座上，各待測(cè)物支座分別設(shè)于 導(dǎo)軌上并滑動(dòng)于導(dǎo)軌上，各待測(cè)物支座上還設(shè)有能將待測(cè)物支座固定于導(dǎo)軌上的螺釘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其特征在于，所述待測(cè) 物支座包括固定塊和支撐架，固定塊與導(dǎo)軌連接，支撐架設(shè)于固定塊上方。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其特征在于，所述支撐 架為采用鋼絲彎折而成的鋼絲架，鋼絲架中部為用于放置待測(cè)物的凹狀結(jié)構(gòu)；固定塊上方 設(shè)有與鋼絲架兩端鋼絲對(duì)應(yīng)的固定孔，鋼絲架兩端鋼絲與其對(duì)應(yīng)的固定孔之間分別采用過(guò) 盈配合的連接方式。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其特征在于，所述支撐 架為采用塑料、木材或金屬制成的支撐板，支撐板中部為用于放置待測(cè)物的凹狀結(jié)構(gòu)；固定 塊上方設(shè)有與支撐板底部對(duì)應(yīng)的固定槽，支撐板與固定塊之間通過(guò)螺釘鎖緊連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其特征在于，所述支 撐架上還設(shè)有用于進(jìn)一步固定待測(cè)物的橡皮筋或夾子。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其特征在于，所述固定 塊底部為凹槽結(jié)構(gòu)，且凹槽縱向截面的形狀與導(dǎo)軌縱向截面的形狀一致。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其特征在于，所述深色 涂層為黑色油漆涂層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其特征在于，所述底座 與待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)相接的表面為矩形平面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，其特征在于，所述底座 的材料為塑料、木材或金屬。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種用于三維掃描儀的輔助測(cè)量裝置，包括底座和待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)，待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)設(shè)于底座上，底座及待測(cè)物固定機(jī)構(gòu)的表面均涂有不反光的深色涂層，深色涂層上設(shè)有多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)。在三維掃描儀中結(jié)合本實(shí)用新型的輔助測(cè)量裝置，能較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)絕度尺寸小、長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的類圓柱體等形狀不規(guī)則的細(xì)長(zhǎng)物件進(jìn)行多視角三維數(shù)據(jù)測(cè)量，使得到的測(cè)量數(shù)據(jù)全面、準(zhǔn)確；克服了由于工件過(guò)長(zhǎng)、過(guò)細(xì)而難以實(shí)現(xiàn)全角度測(cè)量的問(wèn)題；同時(shí)本實(shí)用新型不僅適用于三維掃描儀，也適用于相近領(lǐng)域的測(cè)量機(jī)或拍攝裝置，其使用范圍較廣。
文檔編號(hào)G01B11/24GK201548209SQ20092023822
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者阮鋒, 陳振教 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)