[实用新型]工业光学三维扫描设备的相机三维调节装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业光学三维扫描设备领域，具体涉及一种工业光学三维扫描设备的相机三维调节装置。 

背景技术

随着现代工业制造水平的发展，产品零件大量采用不规则复杂曲面，其设计、生产、检测、试验等环节需要进行大量的三维曲面实体数字化和三维测量，迫切需要快速、高效、准确、移动式的三维测量技术和反求逆向技术。 

产品的数据采集方法按照测量探头或传感器是否和实物接触，分为接触式和非接触式两类。接触式测量设备中被广泛应用的是三坐标测量机。它具有测量精度高、适应性强的优点，缺点是采集数据点过少，测量效率低，应用环境苛求，因探头接触造成磨损而常常需要校正。非接触式测量按类可分为激光三角法、结构光法、工业CT法、核磁共振法。 

目前，国内外工业光学三维扫描设备主要有两类：一是采用简单的单幅光栅相移技术，以加拿大Inspeck公司为代表的单相机测量技术，主要用于人体测量和人像雕刻使用，其精度无法满足工业的测量精度；二是采用格雷码加相移的三维测量技术，用多幅格雷码光栅对测量区域分级标识，再用单幅光栅相移测量。格雷码加相移的三维测量技术的优点为算法实现简单，易于实现产品化，但是缺点非常明显：一是格雷码只是用于对测量幅面的分级，无法提高测量精度；二是格雷码的使用造成测量系统对测量工件的表面明暗比较敏感，一般要喷显影剂才能测量，无法测量较暗的工件，无法测量表面剧烈变化的工件；三是单次测量幅面较小，一般小于400mm。 

工业光学三维扫描设备是一种高速高精度的非接触式三维扫描测量设备，采用国际最先进的外差式多频相移三维光学测量技术，单幅测量幅面大小 （24mm到128mm）、测量精度、测量速度等性能都达到了国际最先进水平，与传统的格雷码加相移方法相比，测量精度更高、抗干扰能力强、受被测工件表面阴暗影响小，而且能够测量表面剧烈变化的工件。 

现有工业光学三维扫描设备的主要结构及测量原理可参照图1所示，工业光学三维扫描设备上设置有一光栅投影装置（projector）和两部CCD相机（camera1和camera2）。测量时，光栅投影装置投影多幅多频光栅到待测物体上，成一定夹角的两个摄像头同步采集相应图像，然后对图像进行解码和相位计算，并利用立体匹配技术、三角测量原理，解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。其利用了外差式多频相移三维光学测量技术、相位测量技术和计算机视觉技术。 

为适应不同的需求，单幅测量幅面从24mm到128mm不等，单幅测量幅面的大小不同时，光栅投影装置到待测物体表面的距离也需相应地发生变化。为使光栅投影装置能够在待测物体表面上投射清晰可见的黑白相间的光栅。在调节不同幅面时，除了调节两个相机距离、相机夹角及镜头焦距外，还需要调节相应光栅投影装置的焦距。 

然而，在现有工业光学三维扫描设备中，由于CCD相机与扫描设备主体结构之间的装配方式十分复杂，在实际应用过程中，需要将安装CCD相机的内六角螺栓全部拆下才能对相机拍摄角度进行调节，且操作十分不便，因此在实际测量过程中会浪费大量的时间。 

发明内容

本实用新型目的是：针对上述问题，提供一种结构简单、使用方便的工业光学三维扫描设备的相机三维调节装置。 

本实用新型的技术方案是：一种工业光学三维扫描设备的相机三维调节装置，其特征在于：它包括固定设置在工业光学三维扫描设备上的安装台、以及位于该安装台上面的两个支架，每个支架上面均布置有一相机安装座，所述相 机安装座上面固定有CCD相机；所述支架与所述安装台之间通过四根竖直布置的螺栓Ⅰ连接在一起，所述安装台上开设有竖直的螺纹通孔，还包括顶丝，所述顶丝自下而上旋入所述螺纹通孔中且顶丝的顶端抵靠在所述支架底部；所述相机安装座与所述支架之间通过四根竖直布置的螺栓Ⅱ连接在一起，所述相机安装座上竖向开设有处于同一圆周上的四个圆弧形长孔，所述支架上竖向开设有与所述圆弧形长孔一一对应的四个螺纹孔，所述螺栓Ⅱ穿入所述圆弧形长孔中并与所述螺纹孔螺纹连接。 

作为优选，所述螺栓Ⅰ为内六角螺栓。 

作为优选，所述螺栓Ⅱ为内六角螺栓。 

本实用新型的优点是：本实用新型这种工业光学三维扫描设备的相机三维调节装置，能够非常方便地对CCD相机的水平角度和竖直角度进行调节，大大节省了工业光学三维扫描设备的测量时间，提高了测量效率。同时，对相机角度的调节使得工业光学三维扫描设备能够测量不同幅面大小的工件。 

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述： 

图1为工业光学三维扫描设备的测量原理图；