高温物体三维轮廓非接触测量装置及其测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114264253A(43)申请公布日2022.04.01(21)申请号202111503463.6(22)申请日2021.12.09(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人阳建宏刘阳刘福佳(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波于春晓(51)Int.Cl.G01B11/25(2006.01)G01C11/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称高温物体三维轮廓非接触测量装置及其测量方法(57)摘要本发明提供一种高温物体三维轮廓非接触测量装置及其测量方法，该物体三维轮廓非接触测量装置，包括：用于投射单色激光条纹图案至被测物体上的激光投射单元；用于采集所述被测物体上的激光条纹图像的图像采集单元；及图像处理单元，与所述图像采集单元连接，用于基于单目结构光原理对所述激光条纹图像进行处理以得到三维重建点云，并根据所述三维重建点云数据进行插值拟合得到三维重建信息。本发明提供的高温物体三维轮廓非接触测量装置及其测量方法，解决了传统的单目结构光无法用于高温或超高温物体轮廓测量的问题，其可以基于单目结构光原理，得到高温或超高温物体的三维重建点云，适用于高温或超高温物体三维重建。CN114264253ACN114264253A权利要求书1/2页1.一种高温物体三维轮廓非接触测量装置，其特征在于，包括：用于投射单色激光条纹图案至被测物体上的激光投射单元；用于采集所述被测物体上的激光条纹图像的图像采集单元；及图像处理单元，与所述图像采集单元连接，用于基于单目结构光原理对所述激光条纹图像进行处理以得到三维点云，并根据所述三维点云数据进行插值拟合得到物体三维轮廓信息。2.根据权利要求1所述的高温物体三维轮廓非接触测量装置，其特征在于，所述激光投射单元包括单波长激光器及沿激光传输路径依次设置的扩束镜和空间光调制器，所述空间光调制器将所述扩束镜扩束后的激光调制成具有结构信息的激光束，所述激光束能够投射出激光条纹图案至所述被测物体上。3.根据权利要求2所述的高温物体三维轮廓非接触测量装置，其特征在于，所述图像采集单元包括用于采集所述被测物体上的激光条纹图案以得到激光条纹图像的单目相机及设置于所述单目相机的镜头前的多重滤波镜组。4.根据权利要求3所述的高温物体三维轮廓非接触测量装置，其特征在于，所述多重滤波镜组包括衰减片、单波长滤波片和偏振片。5.根据权利要求2所述的高温物体三维轮廓非接触测量装置，其特征在于，所述单波长滤波片的通带中心波长等于激光波长。6.根据权利要求1所述的高温物体三维轮廓非接触测量装置，其特征在于，所述物体三维轮廓非接触测量装置还包括相机标定单元。7.一种高温物体三维轮廓非接触测量方法，其特征在于，采用如权利要求1至6任一项所述的高温物体三维轮廓非接触测量装置获取被测物体的三维轮廓信息；所述方法包括如下步骤：投射单色激光条纹图案至被测物体上；采集所述被测物体的激光条纹图像信息；基于单目结构光原理对所述激光条纹图像进行处理以得到物体三维点云，并根据所述三维点云数据进行插值拟合得到物体三维轮廓信息。8.根据权利要求7所述的高温物体三维轮廓非接触测量装置，其特征在于，采用如权利要求2所述的高温物体三维轮廓非接触测量装置；所述投射单色激光条纹图案至被测物体上，具体包括：通过所述单波长激光器发射激光束；通过所述激光扩束起将激光束扩束；通过所述空间光调制器将所述扩束镜扩束后的激光调制成具有结构信息的激光束，并投射激光条纹图案至所述被测物体上。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用如权利要求3所述的高温物体三维轮廓非接触测量装置；所述采集所述被测物体的激光条纹图像信息，具体包括：调整所述多重滤波镜组和所述单目相机的镜头，以使所述单目相机成像清晰，并通过所述单目相机拍摄所述被测物体上的激光条纹图像。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述采集所述被测物体的激光条纹图像信息之前，所述方法还包括：2CN114264253A权利要求书2/2页对所述空间光调制器和所述单目相机进行标定。3CN114264253A说明书1/7页高温物体三维轮廓非接触测量装置及其测量方法技术领域[0001]本发明涉及视觉测量技术领域，尤其涉及一种高温物体三维轮廓非接触测量装置及其测量方法。背景技术[0002]基于数字光栅投影的结构光三维测量技术具有非接触、高效率、大视场及测量精度高等优势，其在工业三维测量、生产制造等领域具有广大的应用前景。若采用单目结构光对高温或超高温物体三维测量，缺点主要在于：结构光为投影仪投射可见光，高温物体的黑体辐射会湮没结构光信息，使单目结构光无法在高温情况下使