[发明专利]一种线激光扫描三维轮廓测量方法及装置

权利要求书

1.一种线激光扫描三维轮廓测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将物体置于水平参考面上，一字线激光器在磁致伸缩微位移控制器的控制下摆动，形成对被检测物体的扫描面，摆动角度ω由物体的大小决定，保证一字线激光器完整扫描被检测物体的轮廓；

S2、获取各轮廓点的高度信息，重建物体的三维表面轮廓，包括如下子步骤：

a、将激光器和相机的位置固定，对激光器以及相机进行位置和角度关系的标定，确定激光器和相机相对于水平参考面的距离以及激光器和相机之间的位置关系；

b、跟踪垂直于水平参考面的光线OAF：光线OAF经水平参考面漫反射后，其反射光经成像透镜中心在成像平面上成像于点C，OAF与CF之间的夹角为α；

c、一字线激光器转过θ角，光线OD经物体轮廓漫反射后，经成像透镜中心在成像平面上成像于点E；

d、从点B向线OD作垂线交OD于点J，根据标定关系得到角θ、α，再由标定关系结合E、C两点在成像面上的距离差|EC|，得到角β、γ，激光器与水平参考面之间的距离|OF|=h1，相机的成像透镜中心与水平参考面之间的距离|BL|=h2，J点与水平参考面之间的距离|JK|=h3，h1、h2、h3均为已知的，B点与J点之间的距离记为|BJ|=H（B），则由几何关系，点D与参考面之间的距离差，即|DG|=|JK|-H（B）tan（β+γ）cosθ=h3- H（B）tan（β+γ）cos（θ），根据系统各参数标定后的结果，提取该点绝对高度信息；

e、重复步骤子步骤a-d，得到表面轮廓的其他各点的高度信息，重建物体的三维表面轮廓。

2.根据权利要求1所述的一种线激光扫描三维轮廓测量方法，其特征在于，磁致伸缩微位移控制器控制一字线激光器匀速沿同一方向摆动，形成激光线扫描面，确保激光线完整横扫描过物体表面轮廓。

3.根据权利要求1所述的一种线激光扫描三维轮廓测量方法，其特征在于，步骤S2中，光线经物体表面轮廓漫反射后，由相机拍摄接收，相机的光轴与一字线激光器之间的位置和角度关系根据扫描范围变化，确保经物体表面轮廓漫反射的激光都能被相机接收。

4.根据权利要求3所述的一种线激光扫描三维轮廓测量方法，其特征在于，磁致伸缩微位移控制器控制一字线激光器摆动的速度与相机的拍摄速度一致。

5.适用于权利要求1的一种线激光扫描三维轮廓测量方法的装置，其特征在于，包括：线激光发射模块、控制线激光发射模块运动的磁致伸缩微位移控制器以及成像模块，所述线激光发射模块发出的线激光沿同一方向摆动形成激光线扫描面，横扫过物体表面轮廓，成像模块接收经物体轮廓面漫反射的光线。

6.根据权利要求5所述的一种线激光扫描三维轮廓测量方法的装置，其特征在于，所述线激光发射模块为一字线激光器，所述成像模块为相机。