CN101586946A - 一种逆向测量立体视角切换方法及立体视角切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种逆向测量立体视角切换方法，在被测物上喷涂显影剂、贴上标志点，并置于立体视角切换装置的切换平台上；先通过调整切换平台升降杆的上升或下降，以确定切换平台的高度，然后微调测量机的高度；确定测量机与被测物之间的焦距后，通过平移或者旋转所述切换平台，对被测物进行平移视角或者旋转视角测量，在测量过程中，如果被测物先后被拍摄的两个表面分别与测量机之间的距离不相等时，需分次拍摄，直至获取被测物的全部三维数据。因为无需直接转动被测物本身或者搬动测量机，就能通过旋转、平移或升降切换平台使被测物能够快速获得最佳测量角度，避免了人工搬动被测物或者测量机，避免了数据分层，有利于提高测量精度。

Description

一种逆向测量立体视角切换方法及立体视角切换装置

技术领域

本发明属于逆向工程测量技术，具体涉及一种逆向测量立体视角切换方法及立体视角切换装置。

背景技术

逆向工程在精密制造业中应用极为为广泛，是快速实现从样板到三维模型，从三维模型到产品的方法。逆向工程包括快速反求、快速成型、快速模具制造以及数控加工等诸多环节。其中快速反求又包括数据测量、数据处理、三维重建和模型评价等环节。

数据测量根据测量原理的不同，可分为接触数据测量和非接触数据测量。基于非接触的逆向数据测量，是通过光学测量来实现的，测量机发出莫尔文光到被测物表面，通过摄像头采集实物表面三维离散数据，并反馈到计算机进行储存。非接触式测量方式在测量过程中没有测头接触被测表面，避免了测头或被测表面的损伤和测头半径的补偿，不仅速度快，而且自动化程度高，适用于各种软硬材料的各类复杂曲面模型的微观或宏观部位的三维高速测量，因此在很多工程中和科学研究中都采用这种测量方法。

非接触测量时，通过移动测量机对被测物进行扫描，完成一次扫描后，获得的离散数据被保存到计算机中，计算机通过识别标志点，对扫描过的数据进行拼接，直至测量完成。在非接触测量过程中，为了获得被测物的最佳扫描角度，往往需要不断的调整测量机或者搬动被测物，以获得最佳扫描角度；然而当直接移动容易变形或体积较重的被测物时，不仅对测量人员的测量经验和体力提出了更高的要求，而且容易导致数据分层现象，数据分层是指前一次获得的被测物的三维数据与后一次获得的被测物的三维数据不重合。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种逆向测量立体视角切换方法，本发明的切换方法简单便捷，省时省力易于实施。

本发明的目的还在于提供了一种立体视角切换装置。

本发明的目的通过下述方案实现：一种立体视角切换装置，包括切换平台和底座，该切换平台通过支撑机构与底座活动连接，所述切换平台上涂有黑色不反光涂层，所述支撑机构包括，用于旋转切换平台的旋转杆、用于升降切换平台的升降杆，所述旋转杆与升降杆活动连接，所述切换平台上放置被测物，所述黑色不反光涂层为黑色油漆涂层。

所述旋转杆上设置有控制旋转杆周向旋转的操作杆，所述升降杆的外部还套设有导向套，在导向套上设置有控制升降杆上升或下降的操作手柄。

所述导向套上还设置有升降杆的锁定销；所述升降杆上设置有刻度尺；所述切换平台与旋转杆之间设置有加强杆，加强杆的一端连接切换平台的底面，另一端连接旋转杆的中部；所述底座还包括支撑脚和安装在支撑脚端部的滚轮，所述滚轮上设置有止动扣。

一种逆向测量立体视角切换方法，包括如下步骤：

步骤一、在被测物上喷涂显影剂，待显影剂干燥后，贴上标志点，将被测物置于立体视角切换装置的涂有黑色不反光涂层的切换平台上；

步骤二、确定测量机的摄像头与被测物之间的焦距，具体是：先通过调整切换平台升降杆的上升或下降，以确定切换平台的高度，然后微调测量机的高度；

步骤三、确定测量机的摄像头与被测物之间的焦距后，通过平移或者旋转所述切换平台，对被测物进行平移视角或者旋转视角测量；

步骤四、在对被测物进行平移视角或者旋转视角测量的过程中，如果被测物先后被拍摄的两个表面，分别至测量机摄像头之间的距离不相等时，则需将这两个被拍摄的表面分次进行拍摄，即拍摄完其中一个表面后，重新调整测量机摄像头与另一个表面之间的焦距后，再进行拍摄，直至获取被测物的全部三维数据。

所述步骤四中，在对被测物进行分次拍摄的过程中，以调整切换平台的高度为主，微调测试机的高度为辅。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：(1)因为无需直接转动被测物本身或者搬动测量机，就能通过旋转、平移或升降切换平台使被测物能够快速获得最佳测量角度；(2)避免了人工搬动被测物或者测量机，降低了测量人员对体力和测量经验的要求；(3)无需挪动被测物，避免了数据分层，有利于提高测量精度；(4)在测量过程中减少了测量机的调整频度，有利于缓解测量机的磨损和消耗，延长使用寿命；(5)本发明立体视角切换装置的切换平台，通过支撑机构可以在一定范围内实现升降、平移，也可以进行360°转动，还可以根据逆向测量角度的需要，进行任意角度定位，从而获取最佳测量角度，且结构简单紧凑，成本低，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明逆向测量立体视角切换方法的流程示意图。

图2是本发明立体视角切换装置的结构示意图。

图3是本发明立体视角切换装置配合逆向测量立体视角切换方法中测量机使用时的原理示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图2所示，本发明的的立体视角切换装置，包括切换平台5和底座，该切换平台5通过支撑机构与底座活动连接，所述支撑机构包括用于旋转切换平台5的旋转杆4、用于升降切换平台5的升降杆8，所述旋转杆4与升降杆8之间采用活动连接，所述切换平台5的表面为黑色，可通过在其表面涂刷黑色油漆实现。本立体视角切换装置用于逆向测量中，测量时，将需要测量的被测物置于切换平台5上。

所述旋转杆4上设置有控制旋转杆周向旋转的操作杆3，操作杆3用于控制旋转杆4的转动，具有止动作用。当操作杆3拧紧时，旋转杆4被锁住，松开时，可以左右拨动操作杆3来控制旋转杆4的旋转，使切换平台5周向旋转。为了使切换平台5按照指定的角度精确转动，可在升降杆8上设置刻度尺7，旋转杆4上设置刻度指示针。

所述升降杆8的外部还套设有导向套11，在导向套11上设置有控制升降杆上升或下降的操作手柄2，所述导向套11上还设置有升降杆的锁定销9；通过摇动操作手柄2可以实现切换平台5的上升或下降，升降杆8表面有螺纹，在锁定销9松开的情况下，操作手柄2和升降杆8之间利用齿轮传动实现切换平台5的升降。当升降杆8上升的高度需要保持不变时，拧紧锁定销9就能实现切换平台5的高度处于保持不动状态。

为了使切换平台5在负重时能很好地处于均衡受力状况，保持切换平台5的平稳，可在切换平台5与旋转杆4之间设置加强杆6，加强杆6的一端铰接切换平台5的底面，另一端通过螺栓连接旋转杆4的中部，为了使切换平台5均受力更加衡，加强杆6的数量可采用四或者六根，尤其是当被测物较大较重时的作用较为明显。

所述底座包括了支撑脚10和安装在支撑脚10端部的滚轮1，并在滚轮1上设置止动扣，滚轮1使得本发明的立体视角切换装置可以在水平面上平滑移动，当滚轮1需要移动时，打开止动扣即可，若需要滚轮1保持静止，闭合止动扣就能实现。

本发明的理论依据是，在被测物12建立标识点的基础上，通过切换平台5的升降、平移或者旋转，被测物12的各个部位发生的仅仅是相对原来绝对位置的变化，但相对位置始终没有变化。

被测物12的各个部位没有空间相对位置的变化，并不影响处于切换平台5上的被测物12的基本尺寸，不会导致被测物12变形，无论切换平台5是升降、平移还是旋转，被测物12表面任意连点间的空间距离始终保持不变。

图3所示，测量机13固定不动，仅需要对立体视角切换装置进行平移、旋转或升降进行视角切换，就能完成被测物12的全部数据测量。

图4示出了立体视角切换装置的机构示意图，图1示出了逆向测量立体视角切换方法，包括如下步骤：

步骤一、在被测物12上喷涂显影剂，待显影剂干燥后，贴上标志点，将被测物12置于立体视角切换装置的涂有黑色不反光涂层的切换平台5上；

步骤二、确定测量机的摄像头与被测物12之间的焦距，具体是：先通过调整切换平台5升降杆8的上升或下降，以确定切换平台5的高度，然后微调测量机13的高度；

步骤三、确定测量机13的摄像头与被测物12之间的焦距后，通过平移或者旋转所述切换平台5，对被测物12进行平移视角或者旋转视角测量；

步骤四、在对被测物12进行平移视角或者旋转视角测量的过程中，如果被测物12先后被拍摄的两个表面分别与测量机13摄像头之间的距离不接近或不相等时(也就是被测物的高度落差大)，则需将这两个被拍摄的表面分次进行拍摄，即拍摄完其中一个表面后，重新调整测量机摄像头与另一个表面之间的焦距后，再进行拍摄，直至获取被测物12的全部三维数据。

上述步骤四中，在对被测物12进行分次拍摄的过程中，以调整切换平台5的高度为主，微调测试机13的高度为辅。

本逆向测量立体视角切换方法，主张测量时无需搬动测量机13和被测物12，只需极少次对测量机13高度进行调整，其它调整全部实施在被测物12上，即通过调整测量装置的切换平台5实现。具体说，当被测物12喷涂了显影剂、经过干燥、贴标签等过程之后，将被测物12放置立体视角切换装置的切换平台上5(切换平台为黑色)，打开测量机13和数据处理软件，对切换平台5进行第一次高度调整，配合对测量机13摄像头的微调，将焦距调至最佳距离，如果被测物12具有非常明显的长度和宽度特征优势，优先对被测物体12进行平移视角测量，平行移动该立体视角切换装置，直至平移测量无法提供更多数据，然后对切换平台5进行旋转，找寻被测物12的其它优质测量角度进行测量；也就是说，当测量机13的摄像头与被测物12之间第一次调整到最佳测量状态时，对被测物12进行小幅度的以某点为中心的轴向旋转，或者前后左右平移，如果被测物12先后被拍摄的两个表面分别与测量机13摄像头之间的距离不接近或不相等时，则需将这两个被拍摄的表面分次进行拍摄，即拍摄完其中一个表面后，重新调整测量机摄像头与另一个表面之间的焦距后，再进行拍摄，直至获取被测物12的全部三维数据，在这个过程中如有需要，还可以对测量机13摄像头高度进行微调，以满足测量的需要；如果拍摄的角度不理想，可以通过旋转任意角度或者平移切换平台5来实现。这样重复升降、旋转或平移，直至被测物12完全测完。

如上所述，便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都在本发明权利要求所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1、一种立体视角切换装置，包括切换平台和底座，该切换平台通过支撑机构与底座活动连接，其特征在于：所述切换平台上涂有黑色不反光涂层，所述支撑机构包括，用于旋转切换平台的旋转杆、用于升降切换平台的升降杆，所述旋转杆与升降杆活动连接，所述切换平台上放置被测物。

2、根据权利要求1所述的立体视角切换装置，其特征在于：所述旋转杆上设置有控制旋转杆周向旋转的操作杆，所述升降杆的外部还套设有导向套，在导向套上设置有控制升降杆上升或下降的操作手柄。

3、根据权利要求2所述的立体视角切换装置，其特征在于：所述导向套上还设置有升降杆的锁定销。

4、根据权利要求2所述的立体视角切换装置，其特征在于：所述切换平台与旋转杆之间设置有加强杆，加强杆的一端连接切换平台的底面，另一端连接旋转杆的中部。

5、根据权利要求1所述的立体视角切换装置，其特征在于：所述底座还包括，支撑脚和安装在支撑脚端部的滚轮。

6、根据权利要求5所述的立体视角切换装置，其特征在于：所述滚轮上设置有止动扣。

7、根据权利要求2所述的立体视角切换装置，其特征在于：所述升降杆上设置有刻度尺。

8、根据权利要求1～7中任一项所述的立体视角切换装置，其特征在于：所述黑色不反光涂层为黑色油漆涂层。

9、一种逆向测量立体视角切换方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在被测物上喷涂显影剂，待显影剂干燥后，贴上标志点，并将被测物置于立体视角切换装置的涂有黑色不反光涂层的切换平台上；

步骤二、确定测量机摄像头与被测物之间的焦距，具体是：先通过调整切换平台升降杆的上升或下降，以确定切换平台的高度，然后微调测量机的高度；

步骤三、确定测量机摄像头与被测物之间的焦距后，通过平移或者旋转所述切换平台，对被测物进行平移视角或者旋转视角测量；

步骤四、在对被测物进行平移视角或者旋转视角测量的过程中，如果被测物先后被拍摄的两个表面分别与测量机摄像头之间的距离不相等时，则需将这两个被拍摄的表面分次进行拍摄，即拍摄完其中一个表面后，重新调整测量机摄像头与另一个表面之间的焦距后，再进行拍摄，直至获取被测物的全部三维数据。

10、根据权利要求9所述的逆向测量立体视角切换方法，其特征在于：所述步骤四中，在对被测物进行分次拍摄的过程中，以调整切换平台的高度为主，微调测试机的高度为辅。

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