[发明专利]一种线激光扫描三维轮廓测量方法及装置

摘要

本发明公开了一种线激光扫描三维轮廓测量方法及相应的装置，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；然后，获取各轮廓点的高度信息，重建物体的三维表面轮廓，有益之处在于：本方法中，物体无需运动，利用磁致伸缩微位移控制器控制激光器摆动从而对物体轮廓进行完整扫描，经物体表面轮廓漫反射后的光线由成像模块接收后即可得到物体表面轮廓上各点的高度信息进而重构物体表面的表面三维轮廓，激光扫描面的范围及角度都可以根据物体大小灵活变化，测量准确快速精度高，适用范围广，而且本发明的三维轮廓测量装置结构简单，操作方便。

主权项

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。