[发明专利]单目视觉测量装置及其三维建模系统

说明书

技术领域

本发明涉及视觉测量领域，具体涉及一种单目视觉测量装置以及单目视觉测量的三维建模系统。

背景技术

随着先进制造技术的出现，制造业发生了巨大的变化。在自动化生产中要求对加工件进行快速测量，且多数情况下要求在生产现场进行实时测量。机器立体视觉测量方法克服了以往传统测量方法效率低下、精度不高、不方便实时测量等缺点，可以满足目前的工业的基本需求。

机器立体视觉测量是利用单个或多个相机，在不接触物体的情况下从不同角度采集物体的几幅图片，然后基于视差原理完成公共视场内物体的三维尺寸测量，可以实现智能化检测，适合在恶劣环境下长时间工作，而且具有测量效率高，实时性，高精度的优势，被越来越多的企业关注。但是目前大部分机器立体视觉都是基于双目或多目相机，成本高，结构复杂，容易引入测量误差，从而降低测量效率。而目前存在的单目视觉测量方式有：使用平面镜成像虚拟成两个相机，采集两幅图像，完成零件的三维尺寸测量，缺点是视场小操作不方便，以及由于平面镜反射光线光照不容易控制，平面镜产生的成像畸变容易造成误差累计；采用将相机固定在三坐标测量机上移动相机完成不同角度的图像采集测量，但此方法成本高，并且标定相机内外参数不够精确。

另外，现有的测量技术方案仅仅对物体的三维尺寸完成了测量，不能完成对测量件的三维模型的进行恢复。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种单目视觉测量装置以及单目视觉测量的三维建模系统。

本发明提供了一种单目视觉测量装置，具有这样的特征，包括：底座，包含用于放置待测工件的底座本体以及设置在底座本体下方的可调节地脚；支座部，包含设置在底座上的支座本体，该支座本体上设有圆孔；转台部，包含转轴和与转轴固定连接的摆臂，转轴插入圆孔与支座本体转动连接，摆臂在转轴带动下摆动；升降部，包含设置在摆臂上的滑轨以及在滑轨上滑动的升降构件；以及相机部，包含与升降构件可拆卸连接的相机夹和安装在相机夹中的工业相机。

在本发明提供的单目视觉测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，转轴与摆臂通过倾角配合连接，转轴的倾角的角度为55°，摆臂的倾角的角度也为55°。

在本发明提供的单目视觉测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，支座本体还设有至少一个与圆孔连通的通孔，转轴上设有三个盲孔，其中两个盲孔之间的圆心角为66°，另一个盲孔位于圆心角的角平分线上，支座部还包含插销，插销穿过通孔插入盲孔固定转轴。

在本发明提供的单目视觉测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，三个盲孔不同时位于同一圆周上。

在本发明提供的单目视觉测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，通孔为圆柱孔、棱柱孔和螺纹孔中任意一种，相对应的盲孔为圆柱孔、棱柱孔或螺纹孔，相对应的插销为圆柱销、棱柱销或螺纹柱销。

在本发明提供的单目视觉测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，升降部还包含设置在滑轨末端的防滑螺钉，防滑螺钉用于防止升降件滑落至摆臂底端。

本发明提供了一种单目视觉测量的三维建模系统，具有这样的特征，包括：至少一个单目视觉测量装置，采集待测工件的数字图像，以及三维建模模块，获取单目视觉测量装置得到的数字图像并进行三维建模，其中，单目视觉测量装置为上述任意一项的单目视觉测量装置，三维建模模块具有：图像获取部，用于获取单目视觉测量装置得到的数字图像；图像处理部，对获取的数字图像进行处理，得到处理数据；数据计算部，对处理数据进行计算，得到计算数据；三维建模部，基于计算数据，对工件进行三维建模；暂存部，用于暂存数字图像、处理数据、计算数据以及三维建模数据。

在本发明提供的单目视觉测量的三维建模系统中，还可以具有这样的特征：其中，数据计算部包含直线计算单元和直径计算单元，直线计算单元用于计算工件的长、宽、高的直线长度，直径计算单元用于计算工件的直径。

在本发明提供的单目视觉测量的三维建模系统中，还可以具有这样的特征：其中，三维建模部包含三维建模软件，该三维建模软件为Solidworks、Pro/Engineer、UG、Catia三维建模软件中的任意一种。

发明的作用与效果

本发明所涉及的单目视觉测量装置包括底座、支座部、转台部、升降部以及相机部，所以本发明的单目视觉测量装置可以通过控制摆臂摆动，带动连接在摆臂上的相机部处在多个位置进行拍摄，进而采集待测工件的三维数字图像。本发明的单目视觉测量装置结构简单，效率高，可用于工件的实时测量。