[发明专利]基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统

权利要求书

1.一种基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，其特征在于：该3D扫描系统包括平面镜、结构光投射器、相机和安装座，所述结构光投射器和相机均位于平面镜正面侧，所述安装座的两侧分别转动连接有球铰链，并通过锁紧螺钉紧固于安装座内，球铰链的外侧固定连接有导轨轴，导轨轴上套接有导轨滑动机构；

所述平面镜安装在一侧的导轨滑动机构上，所述相机安装在另一侧的导轨滑动机构上，且相机的摄像方向与平面镜的正面相对，平面镜和相机可分别在各自的导轨滑动机构上实现水平移动和围绕垂直轴线的转动；

所述安装座的顶面连接有位于两个导轨滑动机构之间的结构光投射器滑动导轨，所述结构光投射器安装在结构光投射器滑动导轨的顶部，且结构光投射器可在结构光投射器滑动导轨上实现水平移动、垂直移动以及围绕水平轴线的转动。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，其特征在于：所述平面镜的长度为m、宽度为n、厚度为t，平面镜的正侧表面具有前镀膜。

3.根据权利要求1或2所述的基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，其特征在于：所述安装座的顶面开设有三个螺纹孔，两个球铰链和结构光投射器滑动导轨的一端分别通过螺纹连接于螺纹孔内的锁紧螺钉紧固于安装座上。

4.根据权利要求1所述的基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，其特征在于：所述导轨滑动机构包括套接于导轨轴外侧的导轨、滑动连接于导轨顶部的滑块、固定设置于滑块顶部的柱体、转动套设于柱体外侧的安装架组件，所述平面镜/相机固定夹持在安装架组件的顶部。

5.根据权利要求4所述的基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，其特征在于：所述滑块与导轨之间采用燕尾槽结构的滑动装配结构，且滑块的顶部螺纹连接有至少一个锁紧螺钉，滑块通过锁紧螺钉紧固于导轨上。

6.根据权利要求1所述的基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，其特征在于：所述结构光投射器滑动导轨包括转动连接于安装座顶面上的水平定位导轨、滑动嵌设于水平定位导轨内的L型定位支架、滑动嵌设于L型定位支架的垂直段外侧的垂直定位导轨、固定设置于垂直定位导轨顶部的柱体、转动套设于柱体外侧的安装架组件，所述安装架组件的顶部固定安装有铰接座，所述结构光投射器铰接于铰接座上。

7.根据权利要求4或6所述的基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，其特征在于：所述柱体为上大下小的圆柱体结构，所述安装架组件包括安装架板和锁紧架板，所述安装架板和锁紧架板之间通过锁紧螺钉连接紧固，且安装架板和锁紧架板相对的侧面均与柱体的外壁滑动贴合。

8.根据权利要求6所述的基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，其特征在于：所述水平定位导轨和垂直定位导轨上均开设有多个沿各自长度方向均匀分布的螺纹孔，所述L型定位支架上开设有至少一个与螺纹孔对应配合的螺栓孔，L型定位支架的水平段与水平定位导轨通过锁紧螺钉连接紧固，L型定位支架的垂直段与垂直定位导轨通过锁紧螺钉连接紧固。

9.根据权利要求1所述的基于虚拟双目视觉的结构光3D扫描系统，其特征在于：所述相机、结构光投射器和平面镜之间的相对位姿可调整，调整方法包括以下步骤：

步骤1、将结构光投射器发出的结构光投射到被测物体表面，在被测物体的表面形成结构光；

步骤2、将相机、结构光投射器和平面镜三个结构中的任意一个的位置设置为固定，而后调整其余两个结构的相对位置以及相对于已定结构的相对位置，使得相机的拍摄视场内可以同时拍摄到结构光和结构光在平面镜中成的像；

步骤3、调整结构光投射器的位置，直到找到结构光和结构光在平面镜中成的像在相机的拍摄视场内，即相机拍摄的图像一部分是覆盖被测物体的结构光，一部分是平面镜，且平面镜占据相机拍摄视场内的一半区域并在拍摄视场内不居中。