[发明专利]一种基于激光扫描测距的动态体积测量系统

说明书

本发明提供了一种基于激光扫描测距的动态体积测量系统，包括：点状激光器、旋转扫描棱镜装置、接收镜头、位置传感器和控制及处理电路；其中，点状激光器向旋转扫描棱镜装置发射点状激光；旋转扫描棱镜装置用于对点状激光转折和循环扫描，并且将扫描激光点的距离信息经由接收镜头传递给位置传感器；位置传感器根据距离信息计算出被测位置的坐标，并将被测位置的坐标发送给控制及处理电路；控制及处理电路根据被测位置的坐标计算出每个光点信号的原始坐标，并且在被测包裹扫描结束后根据被测包裹扫描期间内计算的各个原始坐标来计算出被测物体的长宽高尺寸和体积。

技术领域

本发明涉及激光扫描技术领域，具体而言，涉及一种基于激光扫描测距的动态体积测量系统。

背景技术

三维轮廓测量，工业上常用的是激光跟踪仪、三维激光扫描仪和三坐标测量机，或CT断层扫描设备，而这些产品多适用于静态测量，其测量范围、测量速度等方面对流水线测量环境存在一定的不足，尤其是无法解决高速流水线实时测量问题。

光学动态体积测量，本质是几何位移测量，采用一次或扫描多次测量方法，获得距离信息，结合目标坐标信息，实现被测目标三维重构。目前常用的光学动态体积测量方法有线结构光搭配面阵CCD的测试方案，主要问题测试速度和精度不满足快递业高速发展的高精度、高速测量需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种结构紧凑、高速高精度的动态体积测量设备。

根据本发明，提供了一种基于激光扫描测距的动态体积测量系统包括：点状激光器、旋转扫描棱镜装置、接收镜头、位置传感器和控制及处理电路；其中，点状激光器向旋转扫描棱镜装置发射点状激光；旋转扫描棱镜装置用于对点状激光转折和循环扫描，并且将扫描激光点的距离信息经由接收镜头传递给位置传感器；位置传感器根据距离信息计算出被测位置的坐标，并将被测位置的坐标发送给控制及处理电路；控制及处理电路根据被测位置的坐标计算出每个光点信号的原始坐标，并且在被测包裹扫描结束后根据被测包裹扫描期间内计算的各个原始坐标来计算出被测物体的长宽高尺寸和体积。

优选地，旋转扫描棱镜装置包括电机、增量编码器和旋转扫描棱镜组件，电机和增量编码器分别安装在旋转扫描棱镜组件的两端以用于对旋转棱镜组件进行旋转驱动及闭环反馈控制，实现对点状激光转折和循环扫描。

优选地，位置传感器包括位置敏感器件或者线阵相机；位置传感器在发射激光在被测物体表面的位置变化时依据三角关系和成像原理，测量出光源的位置改变，并结合增量编码器的角度信息，计算出被测位置的坐标。

优选地，基于激光扫描测距的动态体积测量系统用于物流传送带上传递的物品的测量。

优选地，旋转扫描棱镜组件包括：两个轴承座、两个角接触球轴承、旋转主轴、发射旋转棱镜、接收旋转棱镜和安装底座构成；发射旋转棱镜和接收旋转棱镜分别固定在旋转主轴的两端，并与旋转主轴保持良好的同轴度；两个轴承座固定在安装底座两端，两个角接触球轴承以面对面的方式安装至各自的轴承座，其中每个角接触球轴承的外圈安装在各自的轴承座的安装孔内，内圈安装在旋转主轴上。

优选地，发射旋转棱镜实现对激光的转折和旋转扫描，接收旋转棱镜实现对信号的转折并传送给接收镜头和位置传感器。

优选地，发射旋转棱镜和接收旋转棱镜均具有多个侧棱表面，表面镀反射膜，中心采用中空结构。

优选地，发射旋转棱镜和接收旋转棱镜与旋转主轴固定安装，在电机的驱动下，与旋转主轴一起旋转。

由此，本发明提供了一种尤其适合于传送带上的物体测量的结构紧凑、高速高精度的动态体积测量设备。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：