专利名称：一种用于三维扫描仪的辅助测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及逆向工程测量技术，特别涉及一种用于三维扫描仪的辅助测量装置。
背景技术：
逆向工程专门为制造业提供了一个全新、高效的重构手段，实现从实际物体到几 何建模的直接转换。逆向工程测量系统可分为接触式测量和非接触式测量，非接触式测量 通常是通过光学测量来实现的，在测量的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，同时其测量速度快，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。 三维扫描仪采用的是非接触扫描，其实施方式是在被测物体上不规则地粘贴必要 的标志点，测量时扫描软件能够自动识别这些标志点，并将多次测量结果自动拼接起来，从 而得到几何建模用的数据。对于简单的大中型物件来说，这种方法能得到很精确的点云数 据，但是，对于小型件，特别是形状不规则的细长物件，例如一些绝度尺寸小、长度过长的 类圆柱体，这种方法往往得不到很理想的数据，主要有两个问题，首先是待测物体的放置问 题，目前也还没有一种很好的针对这类物件的固定装置，有时候因为放置的不理想，使得到 的数据误差很大，达不到工程要求。另外是标志点问题，由于待测物件比较细小，不容易贴 标志点，或者贴了标志点以后容易把比较重要的面给挡住，这样对整个测量结果都是不利 的。因此有不少技术人员就选用非标志点测量，即单面扫描的方式，由于单面扫描只能扫描 一次，只有一个视角，数据极其不全面，所以采用单面扫描的方式是远远不够的。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于三维扫描仪的辅
助测量装置，该装置能较好地配合三维扫描仪实现对绝度尺寸小、长度过长的类圆柱体等
形状不规则的细长物件的多视角三维数据的测量，使得到的测量数据全面、准确。
本实用新型的技术方案为一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，包括底座和待
测物固定机构，待测物固定机构设于底座上，所述底座及待测物固定机构的表面均涂有不
反光的深色涂层，深色涂层上设置有多个标志点。 所述待测物固定机构包括导轨和至少两个待测物支座，导轨固定于底座上，各待 测物支座分别设于导轨上并滑动于导轨上，各待测物支座上还设有能将待测物支座固定于 导轨上的螺钉。 所述待测物支座包括固定块和支撑架，固定块与导轨连接，支撑架设于固定块上 方。 所述支撑架可为采用钢丝弯折而成的钢丝架，钢丝架中部为用于放置待测物的凹 状结构；固定块上方设有与钢丝架两端钢丝对应的固定孔，钢丝架两端钢丝与其对应的固定孔之间分别采用过盈配合的连接方式。 所述支撑架也可为采用塑料、木材或金属制成的支撑板，支撑板中部为用于放置 待测物的凹状结构；固定块上方设有与支撑板底部对应的固定槽，支撑板与固定块之间通 过螺钉锁紧连接。 所述支撑架上还设有能进一步固定待测物的橡皮筋或夹子。 所述固定块底部为凹槽结构，且凹槽纵向截面的形状与导轨纵向截面的形状一 致。 作为最优选的方案，所述深色涂层为黑色油漆涂层。 所述底座与待测物固定机构相接的表面为矩形平面。 所述底座的材料为塑料、木材或金属。 三维扫描仪结合本实用新型的辅助测量装置使用时，其测量过程具体为 (1)在待测物表面喷涂显影剂，并进行干燥处理，再将经过干燥处理的待测物固定
于本辅助测量装置的待测物固定机构上，确保两者之间无相对运动后，待测物与本辅助测
量装置构成一个被测整体。 (2)调整测量机对被测整体进行测量，并将测量所获得的三维数据保存至计算机 中，具体为 先调整测量机的高度，并对测量机的镜头进行微调，将测量机与被测整体之间的 距离调整到焦距，将测量机的光栅调至清晰；然后开始进行拍摄，测量机在对被测整体进行 第一次拍摄时，拍摄面上应有4个以上的标志点，此后每一次拍摄时，拍摄面上应有1个以 上的旧标志点和1个以上新标志点，总标志点的数量不应少于4个，但如果对被测整体的局 部进行不同角度的重复拍摄时，能够被测量机识别的旧标志点的数量不少于4个，以保证 测量数据的连贯性和整体性；在前一次拍摄完成后，调整测量机镜头接着进行下一次拍摄， 在后一次拍摄和前一次拍摄的过程中，当被测整体的拍摄面与测量机镜头之间仍然保持焦 距时，则通过平移测量机继续拍摄，当被测整体的拍摄面与镜头之间不再保持焦距时，则通 过调节测量机高度继续拍摄，使被测整体的拍摄面与测量机镜头之间继续保持焦距，并调 节光栅至清晰状态，然后进行拍摄；如此重复拍摄，直至获取被测整体的所需数据，测量完 成。 (3)在得到的全部数据中删去多余的数据，只保留待测物的三维数据，此时得到待 测物的点云数据。
本实用新型的辅助测量装置相对于现有技术，具有以下有益效果 (1)在三维扫描仪中结合本实用新型的辅助测量装置，能较好地实现对绝度尺寸
小、长度过长的类圆柱体等形状不规则的细长物件进行多视角三维数据测量，使得到的测
量数据全面、准确；克服了由于工件过长、过细而难以实现全角度测量的问题。
(2)本实用新型的辅助测量装置结构简单，比较容易实现，其成本也较低；同时不
仅适用于三维扫描仪，也适用于相近领域的测量机或拍摄装置，其使用范围较广。

图1为本实用新型的结构示意图。
图2为实施例一的待测物支座结构示意图。[0025] 图3为实施例二的待测物支座结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实
施方式不限于此。 实施例一 本实施例一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其结构如图1所示，包括底座1和 待测物固定机构，待测物固定机构设于底座1上，底座1及待测物固定机构的表面均涂有不 反光的深色涂层，深色涂层上设有多个标志点2，标志点2为不规则分布，其分布密度可根 据待测物的形状、大小进行设置。 其中待测物固定机构包括导轨4和至少两个待测物支座3，导轨4固定于底座1 上，各待测物支座3分别设于导轨4上并滑动于导轨4上，各待测物支座3上还设有能将待 测物支座3固定于导轨4上的螺钉5。 待测物支座3包括固定块6和支撑架7，固定块6与导轨4连接，支撑架7设于固 定块6上方。 固定块6底部为凹槽结构，且凹槽纵向截面的形状与导轨4纵向截面的形状一致。 作为最优选的方案，深色涂层可为黑色油漆涂层。 底座1与待测物固定机构相接的表面为矩形平面。 底座1的材料可为塑料、木材或金属。 如图2所示，本实施例中支撑架7可为采用钢丝弯折而成的钢丝架，钢丝架中部为
用于放置待测物的凹状结构；固定块6上方设有与钢丝架两端钢丝对应的固定孔9，钢丝架
两端钢丝与其对应的固定孔9之间分别采用过盈配合的连接方式。 为了更好地固定待测物，支撑架7上还可以设有橡皮筋或夹子8。 三维扫描仪结合本实施例的辅助测量装置使用时，其测量过程具体为 (1)在待测物表面喷涂显影剂，并进行干燥处理，再将经过干燥处理的待测物固定
于本辅助测量装置的待测物固定机构上，确保两者之间无相对运动后，待测物与本辅助测
量装置构成一个被测整体。 (2)调整测量机对被测整体进行测量，并将测量所获得的三维数据保存至计算机 中，具体为 先调整测量机的高度，并对测量机的镜头进行微调，将测量机与被测整体之间的 距离调整到焦距，将测量机的光栅调至清晰；然后开始进行拍摄，测量机在对被测整体进行 第一次拍摄时，拍摄面上应有4个以上的标志点，此后每一次拍摄时，拍摄面上应有1个以 上的旧标志点和1个以上新标志点，总标志点的数量不应少于4个，但如果对被测整体的局 部进行不同角度的重复拍摄时，能够被测量机识别的旧标志点的数量不少于4个，以保证 测量数据的连贯性和整体性；在前一次拍摄完成后，调整测量机镜头接着进行下一次拍摄， 在后一次拍摄和前一次拍摄的过程中，当被测整体的拍摄面与测量机镜头之间仍然保持焦 距时，则通过平移测量机继续拍摄，当被测整体的拍摄面与镜头之间不再保持焦距时，则通 过调节测量机高度继续拍摄，使被测整体的拍摄面与测量机镜头之间继续保持焦距，并调 节光栅至清晰状态，然后进行拍摄；如此重复拍摄，直至获取被测整体的所需数据，测量完
5成。
(3)在得到的全部数据中删去多余的数据，只保留待测物的三维数据，此时得到待
测物的点云数据。 实施例二 本实施例一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，与实施例一相比，其不同之处在 于，待测物支座3的结构如图3所示，支撑架7为采用塑料、木材或金属制成的支撑板，支撑 板中部为用于放置待测物的凹状结构；固定块6上方设有与支撑板底部对应的固定槽10， 支撑板与固定块6之间通过螺钉5锁紧连接。 如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施 例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰， 都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其特征在于，包括底座和待测物固定机构，待测物固定机构设于底座上，所述底座及待测物固定机构的表面均涂有不反光的深色涂层，深色涂层上设置有多个标志点。
2. 根据权利要求1所述一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其特征在于，所述待测 物固定机构包括导轨和至少两个待测物支座，导轨固定于底座上，各待测物支座分别设于 导轨上并滑动于导轨上，各待测物支座上还设有能将待测物支座固定于导轨上的螺钉。
3. 根据权利要求2所述一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其特征在于，所述待测 物支座包括固定块和支撑架，固定块与导轨连接，支撑架设于固定块上方。
4. 根据权利要求3所述一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其特征在于，所述支撑 架为采用钢丝弯折而成的钢丝架，钢丝架中部为用于放置待测物的凹状结构；固定块上方 设有与钢丝架两端钢丝对应的固定孔，钢丝架两端钢丝与其对应的固定孔之间分别采用过 盈配合的连接方式。
5. 根据权利要求3所述一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其特征在于，所述支撑 架为采用塑料、木材或金属制成的支撑板，支撑板中部为用于放置待测物的凹状结构；固定 块上方设有与支撑板底部对应的固定槽，支撑板与固定块之间通过螺钉锁紧连接。
6. 根据权利要求4或5所述一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其特征在于，所述支 撑架上还设有用于进一步固定待测物的橡皮筋或夹子。
7. 根据权利要求3所述一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其特征在于，所述固定 块底部为凹槽结构，且凹槽纵向截面的形状与导轨纵向截面的形状一致。
8. 根据权利要求1所述一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其特征在于，所述深色 涂层为黑色油漆涂层。
9. 根据权利要求1所述一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其特征在于，所述底座 与待测物固定机构相接的表面为矩形平面。
10. 根据权利要求1所述一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，其特征在于，所述底座 的材料为塑料、木材或金属。
专利摘要本实用新型公开一种用于三维扫描仪的辅助测量装置，包括底座和待测物固定机构，待测物固定机构设于底座上，底座及待测物固定机构的表面均涂有不反光的深色涂层，深色涂层上设有多个标志点。在三维扫描仪中结合本实用新型的辅助测量装置，能较好地实现对绝度尺寸小、长度过长的类圆柱体等形状不规则的细长物件进行多视角三维数据测量，使得到的测量数据全面、准确；克服了由于工件过长、过细而难以实现全角度测量的问题；同时本实用新型不仅适用于三维扫描仪，也适用于相近领域的测量机或拍摄装置，其使用范围较广。
文档编号G01B11/24GK201548209SQ20092023822
公开日2010年8月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者阮锋, 陈振教 申请人:华南理工大学