西安无相数据技术有限公司顾铠获国家专利权
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龙图腾网获悉西安无相数据技术有限公司申请的专利3D激光全轮廓测量装置及使用方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119594888B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411622566.8,技术领域涉及:G01B11/24;该发明授权3D激光全轮廓测量装置及使用方法是由顾铠;田成宇设计研发完成,并于2024-11-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本3D激光全轮廓测量装置及使用方法在说明书摘要公布了:本发明提供3D激光全轮廓测量仪及使用方法,包括测量部分包括:可移动载物台,通过导轨安装于平台上,导轨运动方向为沿平台长度方向,可移动载物台能实现水平X轴、Y轴运动和旋转运动;可移动成像支架,位于可移动载物台运动的路径上,包括顶部3D激光轮廓仪成像支架和侧边3D激光轮廓仪成像支架;3D成像单元,包括顶部3D线激光轮廓仪和侧边3D线激光轮廓仪,顶部3D线激光轮廓仪安装在顶部3D激光轮廓仪成像支架上,侧边3D线激光轮廓仪安装在侧边3D激光轮廓仪成像支架。本发明将有效解决现有技术中的不足,为物体三维测量领域带来新的突破和发展,具有重要的理论意义和广泛的应用前景。
本发明授权3D激光全轮廓测量装置及使用方法在权利要求书中公布了:1.3D激光全轮廓测量装置,其特征在于,包括测量部分、控制部分以及工控机; 测量部分包括:机台驱动器,用于控制测量部分的各伺服电机与电源的连接,实现测量部分的启动、停止;可移动载物台,通过导轨安装于平台上,导轨沿平台长度布置,即沿Y轴布置,可移动载物台能实现在水平X轴、Y轴运动和旋转运动;可移动成像支架,位于可移动载物台运动的路径上,包括顶部3D激光轮廓仪成像支架和侧边3D激光轮廓仪成像支架,顶部3D成像支架能实现垂直方向的运动,侧边3D激光轮廓仪成像支架能实现X轴和Z轴方向的运动;3D成像单元,包括顶部3D激光轮廓仪和侧边3D激光轮廓仪,顶部3D激光轮廓仪安装在顶部3D激光轮廓仪成像支架上,侧边3D激光轮廓仪安装在侧边3D激光轮廓仪成像支架上; 控制部分包括: 测量数据控制组件,用于读取CAD模型数据,用于测量装置运行过程中输入输出的各类数据结果存储、读取及二次处理; 图纸数据控制组件,用于解析CAD模型数据,提取模型形状轮廓,尺寸参数信息、测量要求信息,并根据上述信息生成用于3D成像的扫描范围信息,生成待测物体待测量点的世界坐标系位置信息,生成用于测量点检测的扫描范围信息; 其次,图纸数据控制组件用于将3DCAD模型转换为3D点云模型,以便进行待测物的3D图像与CAD模型的配准对齐、计算待测物与CAD模型的偏差以及测量点的尺寸规格; 工件坐标定位模块,用于实现待测物在设备坐标系位置的自动定位; 3D全扫描路径规划模块,用于待测物执行全表面扫描时,生成可移动载物台、可移动成像支架的运动轨迹坐标,以满足全面3D成像时对待测物表面的完整覆盖; 测量点定位模块,用于指定测量点位置的自动坐标定位,通过所述测量点定位模块并配合其他组件实现待测量点的自动扫描成像及测量; 测量路径规划模块,用于指定测量点自动成像及测量使各个可移动部件的运行轨迹设定,通过所述测量路径规划模块并配合其他组件,生成各个可移动部件从初始状态到完成指定测量点的成像扫描所需运动路径轨迹; 机构运动控制组件:根据3D全扫描路径规划模块和测量路径规划模块的输出结果生成PLC指令集,进而操控PLC的下位机执行,使由伺服电机控制的运动部件按指令集要求进行位置移动; 成像控制组件:根据图纸数据控制组件的输出结果获取待测物尺寸和测量内容要求,生成用于不同测量点成像时所需的扫描成像距离、扫描成像时长、扫描成像次数,最终将上述信息转换为成像单元针对相应待测物体的工作指令集合; 表面特征匹配组件:用于将3D扫描图像与图纸数据控制组件获得的3DCAD模型进行配准对齐; 工控机包括主机和输入设备,其中主机是用于控制部分的运行载体,输入设备用于输入3DCAD模型信息; 可移动载物台包括水平移动单元Ⅰ和旋转单元,旋转单元安装于水平移动单元Ⅰ上部,其中水平移动单元Ⅰ包括沿X轴运动和Y轴运动的2个伺服电机Ⅰ,使可移动载物台能够在水平面上分别沿X轴方向和Y轴方向移动;旋转单元包括使可移动载物台能够在水平面上绕自身中轴进行0-360度范围旋转的伺服电机Ⅱ; 顶部3D激光轮廓仪成像支架和侧边3D激光轮廓仪成像支架独立安装,其中,顶部3D激光轮廓仪成像支架包括轮廓仪固定座、垂直移动单元Ⅰ、柱式承重架,柱式承重架安装在平台上,垂直移动单元固定安装在柱式承重架端部,垂直移动单元包括垂直执行机构和伺服电机Ⅲ,伺服电机Ⅲ通过控制垂直执行机构实现上下运动,轮廓仪固定座安装在执行机构上; 侧边3D激光轮廓仪成像支架,由龙门式承重架、轮廓仪固定座、水平移动单元Ⅱ、垂直移动单元Ⅱ构成,龙门式承重架安装在平台上,垂直移动单元Ⅱ安装在龙门式承重架中部的横梁上,垂直移动单元Ⅱ包括垂直执行机构和伺服电机Ⅳ,伺服电机Ⅳ控制垂直执行机构上下运动,水平移动单元安装座安装在垂直执行机构上,水平移动单元安装座两个端部均安装有水平移动单元Ⅱ,水平移动单元Ⅱ包括伺服电机Ⅴ和水平执行机构,伺服电机Ⅴ控制水平执行机构实现X轴方向的运动,两水平执行机构上均安装有轮廓仪固定座; 表面特征匹配组件执行步骤为:首先通过图纸数据控制组件获取待测物的3D点云模型;待测物测量要求中:1有人工指定特征点,则调用Horn对齐算法进行对齐计算,生成粗配准结果;2人工未指定特征点,则调用PFHFPFH局部特征描述算法进行对齐计算,生成粗配准结果;最后将粗配准结果作为ICP算法的初始值进行精配准计算,生成最终对齐转换矩阵。
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