本發(fā)明屬于零件表面輪廓檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不規(guī)則外形的在線(xiàn)截面積和體積檢測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)：

在日常生產(chǎn)生活中，經(jīng)常遇到需要在線(xiàn)檢測(cè)產(chǎn)品立體輪廓、及在線(xiàn)定量切割的情況，比如貴金屬條定量切割、不規(guī)則玻璃條在線(xiàn)定量切割、面包定量切割等大塊物件等量分零的應(yīng)用?，F(xiàn)有設(shè)備要完成這方面的工作，一般是要求先把被加工件做成標(biāo)準(zhǔn)截面積的條形，然后再按指定的長(zhǎng)度進(jìn)行分割來(lái)實(shí)現(xiàn)等量切割的目的，這種方式的缺陷是誤差較大、尤其是對(duì)于脆性材料很難加工成標(biāo)準(zhǔn)截面積的條形，且加工成條形這道工序本身會(huì)產(chǎn)生一定的成本、還有附加的很多工藝需要完善，因此目前所加工出來(lái)的上述物件大多需要重新計(jì)量和篩選。而現(xiàn)有市場(chǎng)的非接觸視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備主要又存在以下兩方面問(wèn)題，一是由于一般機(jī)器視覺(jué)鏡頭的放大倍數(shù)小于1，因此造成了一定開(kāi)度的視場(chǎng)角，這對(duì)于在長(zhǎng)度方向上觀(guān)測(cè)矩形條狀物來(lái)說(shuō)、是無(wú)法看到左側(cè)和右側(cè)面的形貌外觀(guān)信息的，一種解決的辦法是沿視線(xiàn)方向分別在左右兩側(cè)安裝一定傾角的反光鏡，但由于光程總長(zhǎng)不一致無(wú)法在同一個(gè)鏡頭焦面上看到同樣清晰的圖像、像距相差過(guò)大；另一方面，對(duì)于那些表面起伏不大(凹凸不明顯)卻要進(jìn)行精密輪廓掃描的立體零部件(諸如橫截面呈矩形的鋼條或者其他具有多種面的多面體結(jié)構(gòu))而言，其一個(gè)表面沿橫向延伸，而它的兩側(cè)的表面(兩側(cè)面)沿縱向延伸，造成極大的圖像傳感器幅面浪費(fèi)，其中一個(gè)最直接的影響就是造成圖像幀率/時(shí)間分辨率大大降低，這對(duì)于那些需要快速檢測(cè)的工業(yè)零部件而言是巨大的缺陷，將嚴(yán)重影響其最終檢測(cè)結(jié)果，因?yàn)橄嗤瑤捪聢D像傳感器的幀率和分辨率是成反比關(guān)系的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種單目多維度輪廓掃描裝置，該裝置可將工件的側(cè)視圖投射到頂視圖，通過(guò)進(jìn)行攝像機(jī)的視角設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)多維度輪廓掃描，并同時(shí)滿(mǎn)足等高等距的高精度視覺(jué)成像需求。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種單目多維度輪廓掃描裝置，包括兩個(gè)等腰直角棱鏡和載物臺(tái)；每個(gè)等腰直角棱鏡的其中一個(gè)直角面豎直設(shè)置，所述載物臺(tái)位于兩豎直設(shè)置的直角面之間，待檢測(cè)工件放入所述載物臺(tái)上時(shí)其輪廓表面在水平方向上不觸及所述等腰直角棱鏡的另一直角面；

在所述載物臺(tái)的正上方設(shè)有一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源，所述一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源豎直向下投射的一字型的光亮線(xiàn)覆蓋在待測(cè)工件和棱鏡水平設(shè)置的上表面上；

在所述載物臺(tái)的上前方還設(shè)有與PC端相連的攝像機(jī)，所述攝像機(jī)的攝像頭可全面拍攝所述等腰直角棱鏡和待測(cè)工件表面的所述光亮線(xiàn)的圖像。

進(jìn)一步地，所述單目多維度輪廓掃描裝置具備以下參數(shù)條件：

其中，Δh＝H，Δh為通過(guò)棱鏡看到的所述工件的側(cè)面光亮線(xiàn)的虛像相對(duì)等腰直角棱鏡底邊的高度，H為被測(cè)工件的上表面相對(duì)于等腰直角棱鏡底邊的高度，d為等腰直角棱鏡的直角邊長(zhǎng)度，n為等腰直角棱鏡的折射率，θ為攝像機(jī)的視角，L_f為工件與相應(yīng)側(cè)所述豎直設(shè)置的等腰直角棱鏡的直角面之間的水平間隔距離。

反之，當(dāng)有特定的等腰直角棱鏡和待測(cè)高度的設(shè)計(jì)目標(biāo)，可按以下關(guān)系式設(shè)計(jì)相機(jī)的安裝斜角、即攝像機(jī)的視角進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：

進(jìn)一步地，在兩個(gè)等腰直角棱鏡與一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源之間設(shè)有一平凸柱面透鏡，所述平凸柱面透鏡的平面鏡面與等腰直角棱鏡水平設(shè)置的直角面相平行?；蛘咴谝蛔志€(xiàn)的兩個(gè)發(fā)散方向接近棱鏡的位置分別安裝兩片反射鏡，反射鏡與激光器光軸的夾角α要小于激光發(fā)散角β的一半且大于0，即0<α<β/2。

進(jìn)一步地，所述一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源為彩色結(jié)構(gòu)光源，在兩個(gè)腰直角棱鏡的上表面，即在兩個(gè)等腰直角棱鏡和所述平凸柱面透鏡之間分別設(shè)有一個(gè)僅讓一種顏色的光透過(guò)的濾光鏡，并且兩個(gè)濾光鏡所透過(guò)的光的顏色不同；或者直接通過(guò)在兩個(gè)等腰直角棱鏡表面鍍膜實(shí)現(xiàn)濾色功能。

進(jìn)一步地，所述載物臺(tái)的左右兩側(cè)面與等腰直角棱鏡兩豎直設(shè)置的直角面隔開(kāi)。

進(jìn)一步地，所述等腰直角棱鏡均嵌于長(zhǎng)方體狀的安裝座內(nèi)，所述安裝座內(nèi)靠所述載物臺(tái)的一側(cè)設(shè)有45度傾斜面，所述等腰直角棱鏡的斜面與所述45度傾斜面緊密貼合。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用等腰直角棱鏡將工件的三個(gè)面輪廓投射到同一水平平面內(nèi)，以便圖像采集，獲得更加清晰準(zhǔn)確的圖像，并采用等高設(shè)計(jì)進(jìn)一步地將左右兩個(gè)側(cè)面的輪廓圖像投射到與工件頂面共面的平面內(nèi)，不但將三面的輪廓圖像(光亮線(xiàn))在一個(gè)面上很小的高度變化范圍或者無(wú)高度差的范圍內(nèi)(共面)集中攝取，解決了數(shù)字?jǐn)z像機(jī)多維度、尤其是正交維度圖像所占的幾何面積過(guò)大的問(wèn)題，提高了數(shù)字?jǐn)z像機(jī)感光單元利用率、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高數(shù)字?jǐn)z像機(jī)幀率/時(shí)間精度的目的，通過(guò)提高攝像機(jī)幀率/時(shí)間精度來(lái)提高動(dòng)態(tài)檢測(cè)的速度和精度；而且所有輪廓面的圖像光亮線(xiàn)共面共線(xiàn)也實(shí)現(xiàn)了所有待檢測(cè)輪廓到攝像機(jī)鏡頭的等效空氣程距離相等，即各個(gè)輪廓點(diǎn)投射的光亮線(xiàn)到攝像機(jī)鏡頭的等效總光程相同，從而進(jìn)一步地提高攝像畫(huà)面的拍攝清晰度，降低信息提取的視覺(jué)算法難度，提高動(dòng)態(tài)檢測(cè)的速度和精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明從一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源處剖開(kāi)的橫截面示意圖。

圖3為檢測(cè)合格工件時(shí)人眼從一側(cè)所觀(guān)察到的光亮線(xiàn)的位置示意圖。

圖4為攝像機(jī)所拍攝到的圖3所示光亮線(xiàn)位置的圖像示意圖。

圖5為檢測(cè)表面有凹凸不平的工件時(shí)人眼從一側(cè)所觀(guān)察到的光亮線(xiàn)的位置示意圖。

圖6為攝像機(jī)所拍攝到的圖5所示光亮線(xiàn)位置的圖像示意圖。

圖7為人眼從一側(cè)逐漸轉(zhuǎn)變視角時(shí)的光亮線(xiàn)的位置變化示意圖。

圖8為刪除圖7中各個(gè)構(gòu)件的輪廓隱藏線(xiàn)(虛線(xiàn))后的示意圖。

圖9為攝像機(jī)所拍攝到的圖7所示光亮線(xiàn)位置變化的圖像示意圖。

圖10為攝像機(jī)拍攝到的等高、等距的光亮線(xiàn)示意圖。

圖11為設(shè)有安裝座的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為設(shè)有安裝座的本發(fā)明從一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源處剖開(kāi)的橫截面示意圖。

圖13為參數(shù)推導(dǎo)光學(xué)示意圖。

圖14為設(shè)有平凸柱面透鏡的本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為設(shè)有反射鏡的本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1—2所示，一種單目多維度輪廓掃描裝置，包括兩個(gè)等腰直角棱鏡4和載物臺(tái)5；每個(gè)等腰直角棱鏡4的其中一個(gè)直角面豎直設(shè)置，所述載物臺(tái)5位于兩豎直設(shè)置的直角面之間，待檢測(cè)工件6放入所述載物臺(tái)5上時(shí)其輪廓表面在豎直方向上應(yīng)低于所述等腰直角棱鏡4的另一直角面，即不露出等腰直角棱鏡4的水平設(shè)置的直角面，以便保證待測(cè)工件6的兩側(cè)面輪廓光線(xiàn)均可垂直投射在等腰直角棱鏡4豎直設(shè)置的直角面上。一般地，工件高度為棱鏡高度的一半左右能使攝像機(jī)獲得較好的觀(guān)測(cè)方位。

在所述載物臺(tái)5的正上方設(shè)有一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7，一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7可以為單條或多條白色光柵或線(xiàn)條激光器，例如一字型激光器，廣泛用于成衣激光定位、服裝釘鈕點(diǎn)光源定位、裁布機(jī)裁布輔助標(biāo)線(xiàn)、服裝折邊激光標(biāo)線(xiàn)定位等，可激發(fā)出一條可見(jiàn)的直線(xiàn)線(xiàn)狀亮斑(光亮線(xiàn))，所述一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7豎直向下投射的一字型的光亮線(xiàn)覆蓋在待測(cè)工件6和等腰直角棱鏡4的上表面(水平設(shè)置的直角面)，其中經(jīng)過(guò)棱鏡4全反射的激光線(xiàn)將投射到待測(cè)工件的側(cè)面。

在所述載物臺(tái)5的正前方還設(shè)有與PC端(圖中未示出)相連的攝像機(jī)8，所述攝像機(jī)8的攝像頭可全面拍攝所述等腰直角棱鏡4和待測(cè)工件6表面的所述光亮線(xiàn)的圖像。

例如3—4所示(為便于直觀(guān)表示，此處包括后續(xù)實(shí)施例中均采用人眼在某一側(cè)位置上觀(guān)察到的圖像與攝像機(jī)8所拍攝到的圖像進(jìn)行對(duì)比演示)，待測(cè)工件6為一個(gè)長(zhǎng)方體狀的鋼條，當(dāng)鋼條的頂面和左右兩側(cè)面均連續(xù)平整，無(wú)凹陷、凸起之類(lèi)的缺陷時(shí)，如圖3所示，操作者站在本發(fā)明的左前方看時(shí)，在工件頂面和等腰直角棱鏡4靠工件的一側(cè)的上表面分別有一條紅色的光亮線(xiàn)，其中，工件頂面1上的投射光亮線(xiàn)為第一光亮線(xiàn)100，工件左側(cè)面的輪廓投射光亮線(xiàn)為第二光亮線(xiàn)200，工件右側(cè)面3的投射輪廓光亮線(xiàn)為第三光亮線(xiàn)300。此處需要說(shuō)明的是，由于操作者所占的位置和所處的身姿不同，導(dǎo)致人眼視角不同，該光亮線(xiàn)也可以是被觀(guān)察到在等腰直角棱鏡4靠工件的一側(cè)的內(nèi)部，且大多數(shù)視角下是在等腰直角棱鏡4的內(nèi)部出現(xiàn)，且等腰直角棱鏡4上的光亮線(xiàn)與工件頂面的光亮線(xiàn)呈上下平行分布，根據(jù)視角和等腰直角棱鏡4以及工件尺寸的不同，工件頂面1的第一光亮線(xiàn)100可處于上方也可處于下方。而此刻攝像機(jī)8所拍攝到的光亮線(xiàn)的位置如圖4所示，按此時(shí)的視角，第一光亮線(xiàn)100位于第二光亮線(xiàn)200和第三光亮線(xiàn)300的前側(cè)靠近攝像機(jī)8的位置。無(wú)論人眼或者是攝像機(jī)8以何種視角觀(guān)察，只要工件的上述三個(gè)表面無(wú)凹陷或凸起類(lèi)的缺陷，所觀(guān)察或者拍攝到的三條光亮線(xiàn)均連續(xù)平滑無(wú)間斷。而當(dāng)被檢測(cè)的工件表面具有上述缺陷時(shí)，如圖5所示，工件頂面1上有凹坑11、凸緣12，工件右側(cè)面3有凹槽31、凸塊32，則相應(yīng)地在攝像機(jī)8所拍攝到的畫(huà)面上具有如圖6所示的斷點(diǎn)間隔線(xiàn)，相應(yīng)的光亮線(xiàn)間斷不連續(xù)，第一斷線(xiàn)110對(duì)應(yīng)缺陷凹坑11處，第二斷線(xiàn)120對(duì)應(yīng)缺陷凸緣12處，第三斷線(xiàn)310對(duì)應(yīng)缺陷凹槽31處，第四斷線(xiàn)320對(duì)應(yīng)缺陷凸塊32處。

在使用時(shí)，可將工件以一定速度移動(dòng)或者攝像頭移動(dòng)從而將整個(gè)需要檢測(cè)的輪廓面所投射出的光亮線(xiàn)拍攝成像。而在檢測(cè)輪廓上某一個(gè)小點(diǎn)或者線(xiàn)性特征時(shí)，一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7與工件之間可以沒(méi)有相對(duì)移動(dòng)，只拍攝所要檢測(cè)的那個(gè)點(diǎn)/線(xiàn)結(jié)構(gòu)處的光亮線(xiàn)即可，當(dāng)然這種檢測(cè)誤差稍大一點(diǎn)，適合局部輪廓的定性檢測(cè)。

進(jìn)一步地，所述單目多維度輪廓掃描裝置具備以下參數(shù)條件：

其中，Δh為通過(guò)棱鏡看到的所述工件側(cè)面光亮線(xiàn)的虛像相對(duì)等腰直角棱鏡底邊的高度。工件頂面1上的投射光亮線(xiàn)第一光亮線(xiàn)100，工件左側(cè)面的輪廓投射光亮線(xiàn)第二光亮線(xiàn)200，工件右側(cè)面3的投射輪廓光亮線(xiàn)第三光亮線(xiàn)300三者處于同一高度位置，亦即將工件不處于同一平面內(nèi)的三個(gè)面的輪廓線(xiàn)完全投射到一個(gè)面上(工件頂面1上)。上述d為等腰直角棱鏡4的直角邊長(zhǎng)度，n為等腰直角棱鏡的折射率，θ為攝像機(jī)的視角，L_f為工件與相應(yīng)側(cè)所述豎直設(shè)置的直角面之間的水平間隔距離，該段水平間隔距離內(nèi)空曠無(wú)阻擋，為一段只具有空氣介質(zhì)的空氣間隙，該參數(shù)L_f主要是為了避免工件放在載物臺(tái)5時(shí)，工件兩側(cè)面與等腰直角棱鏡4的兩豎直設(shè)置的直角面發(fā)生干涉碰撞而設(shè)置，工件放在載物臺(tái)5正中央時(shí)，位于左側(cè)的L_f等于右側(cè)的L_f值，當(dāng)工件兩側(cè)與豎直設(shè)置的直角面相接觸時(shí)，其L_f＝0。

當(dāng)人眼的視角逐步向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)變化時(shí)，如圖7和圖8所示，可以看到等腰直角棱鏡4上的光亮線(xiàn)逐步向下移動(dòng)，即所有的光亮線(xiàn)均向等腰直角棱鏡4的底部下移(反之，反向旋轉(zhuǎn)人眼視角，上述光亮線(xiàn)逐步上升)。相應(yīng)地，在上述變化過(guò)程中，攝像機(jī)8也做相應(yīng)地視角旋轉(zhuǎn)，所拍攝到的光亮線(xiàn)的位置移動(dòng)過(guò)程如圖9所示，即逐步向前移動(dòng)，向攝像機(jī)8的鏡頭方向靠近。圖7—9中所示的第一光亮線(xiàn)100、第二光亮線(xiàn)200和第三光亮線(xiàn)300各有四條，分別表示視角旋轉(zhuǎn)變化時(shí)，光亮線(xiàn)的變化位置，當(dāng)變換到第四條光亮線(xiàn)y時(shí)，第二光亮線(xiàn)200和第三光亮線(xiàn)300剛好與第一光亮線(xiàn)100共面等高；即此刻Δh＝H，H為被測(cè)工件的上表面相對(duì)于等腰直角棱鏡底邊的高度(達(dá)到兩側(cè)面的輪廓投射出來(lái)的光亮線(xiàn)與被測(cè)工件的上表面等高的要求)。當(dāng)然，在實(shí)踐中，可根據(jù)需要確定是否等高，或者光亮線(xiàn)之間的高度差值控制在多大的范圍之內(nèi)。

參見(jiàn)圖13，對(duì)于等高設(shè)計(jì)的上述參數(shù)關(guān)系理論推導(dǎo)如下：

1.等高設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是通過(guò)斜視高折射率介質(zhì)下的物體所得的虛像高度。

2.虛像高度是基于光程總長(zhǎng)得來(lái)的，而高折射率介質(zhì)的實(shí)際光程長(zhǎng)度與攝像機(jī)8視像(虛像)的等效光程是不一樣的，即虛像的光程其中Lv為虛像的光程長(zhǎng)度(即等效空氣光程)，Lm為介質(zhì)內(nèi)實(shí)際光程長(zhǎng)度，n為介質(zhì)的折射率。

3.本發(fā)明所使用的是標(biāo)準(zhǔn)45°等腰直角棱鏡4，介質(zhì)內(nèi)光程長(zhǎng)度Lm一方面取決于介質(zhì)本身的高度和寬度，另一方面與攝像機(jī)的視角相關(guān)，根據(jù)折射率公式(n為折射率，θ為攝像機(jī)視角，也等于入射角，δ為折射角)，我們可以得到由于本發(fā)明的攝像機(jī)視角θ是基于攝像機(jī)8的中軸線(xiàn)與兩等腰直角棱鏡4的橫截面旋轉(zhuǎn)所成的夾角，即攝像機(jī)8的鏡頭中軸線(xiàn)與等腰直角棱鏡4的橫截面之間的夾角，亦即等于入射角θ，而垂直等腰直角棱鏡4的端面觀(guān)測(cè)時(shí)，棱鏡內(nèi)的實(shí)際光程長(zhǎng)度始終等于棱鏡的高度(寬度)d，所以，繞等腰直角棱鏡4的端面(橫截面)旋轉(zhuǎn)的實(shí)際光程長(zhǎng)度因此，第2步虛像的光程

4.根據(jù)第三步得到的等效空氣光程長(zhǎng)度Lv，我們得到虛像的位置和光程長(zhǎng)度如圖13，此時(shí)，本處于攝像8底部的工件在攝像機(jī)8看來(lái)已提高了Δh的高度，而這個(gè)高度是與攝像機(jī)視角θ再次相關(guān)的，即本式中L_f是工件距離棱鏡兩側(cè)的豎直面之間的空氣隙寬度。需注意，圖13所示為L(zhǎng)_f＝0的情況，即工件兩側(cè)是與棱鏡的兩個(gè)直角面接觸的，所以。此處，上式即為而考慮到被檢測(cè)工件不應(yīng)擦傷棱鏡表面，所以留有間隙Lf，此時(shí)我們的設(shè)計(jì)像高h(yuǎn)應(yīng)與d-L_f相等，即虛像的高度，則對(duì)于攝像機(jī)8及其鏡頭而言、距離棱鏡豎直直角面L_f處的寬度是與被測(cè)工件的高度是等高且等距的，如圖10所示。

進(jìn)一步地，根據(jù)棱鏡寬/高d和設(shè)計(jì)間隙L_f，通過(guò)公式進(jìn)行反推計(jì)算，可得到攝像機(jī)視角的設(shè)計(jì)角度

其中，同樣，θ為上述攝像機(jī)的視角，H為被測(cè)物件的上表面距離棱鏡底邊的高度，n為等腰直角棱鏡的折射率，d為等腰直角棱鏡4的直角邊長(zhǎng)度，利用該公式計(jì)算出來(lái)攝像機(jī)8的安裝傾斜角度，以滿(mǎn)足不同光程總長(zhǎng)的工件被觀(guān)測(cè)表面具有相等的等效物距；用以解決不同光程總長(zhǎng)的被觀(guān)測(cè)面的物距不同造成不能共焦的問(wèn)題，并使得不同光程總長(zhǎng)的被觀(guān)測(cè)表面經(jīng)過(guò)同一個(gè)鏡頭具有同樣清晰的圖像質(zhì)量、以及相同的放大倍數(shù)。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)需要靈活選擇是通過(guò)上式計(jì)算采用改變攝像機(jī)8的傾斜角度還是改變等腰直角棱鏡4的折射率或者高/寬尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)8的動(dòng)態(tài)檢測(cè)速度和精度。

進(jìn)一步地，如圖14所示，在兩個(gè)等腰直角棱鏡4與一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7之間設(shè)有一平凸柱面透鏡13，所述平凸柱面透鏡13的平面鏡面與等腰直角棱鏡7水平設(shè)置的直角面相平行，即平凸柱面透鏡13與水平設(shè)置的直角面相平行。該設(shè)計(jì)主要針對(duì)有一定發(fā)散角的一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7，在等腰直角棱鏡4與一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7之間放置一平凸柱面透鏡，該平凸柱面透鏡13用于對(duì)有一定發(fā)散角的結(jié)構(gòu)光進(jìn)行準(zhǔn)直或進(jìn)行發(fā)散角調(diào)整，以便經(jīng)過(guò)等腰直角棱鏡4的一字線(xiàn)光能投射到等于或低于棱鏡底邊的工件底邊，使攝像機(jī)能夠完全觀(guān)測(cè)到整個(gè)側(cè)面的輪廓，主要是考慮到一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7發(fā)出的光的散射性。

除上述設(shè)置平凸柱面透鏡來(lái)達(dá)到上述設(shè)計(jì)目的方法之外，也可以在一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7的兩個(gè)發(fā)散方向，如圖15所示，接近等腰直角棱鏡4的位置兩側(cè)分別安裝反射鏡14，該反射鏡14可將一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7發(fā)出的光反射到等腰直角棱鏡4上，反射鏡14與激光器光軸的夾角α要小于激光器所發(fā)出的光的發(fā)散角β的一半，且大于0，即0<α<β/2。

進(jìn)一步地，當(dāng)所采用的一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光源7為彩色結(jié)構(gòu)光源時(shí)，即包含有多種顏色的光時(shí)，為了使檢測(cè)更為準(zhǔn)確清晰，在兩個(gè)等腰直角棱鏡4的所有直角面分別設(shè)有一個(gè)僅讓一種顏色的光透過(guò)的濾光鏡(圖中未示出)，并且兩個(gè)濾光鏡所透過(guò)的光的顏色不同。又或者直接通過(guò)在兩個(gè)等腰直角棱鏡4表面鍍膜，該層膜僅透過(guò)某種顏色的光，從而實(shí)現(xiàn)濾色功能。該設(shè)計(jì)是因?yàn)椋槍?duì)有一定透過(guò)率的材料，比如玻璃，所述一字線(xiàn)結(jié)構(gòu)光采用單色色結(jié)構(gòu)光時(shí)，表面反射和對(duì)面投射過(guò)來(lái)的光都會(huì)經(jīng)過(guò)棱鏡全部被攝像機(jī)觀(guān)測(cè)到，難以區(qū)分它們，而只有工件表面反射的光線(xiàn)因結(jié)構(gòu)信息完整才是我們需要的，所以對(duì)左右兩塊等腰直角棱鏡4需要分別采用不同波長(zhǎng)的濾鏡(某一波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)某一種顏色的光)，使兩塊等腰直角棱鏡4中射入的光線(xiàn)為兩種不同的純色光，同時(shí)因?qū)α⒚娴臑V色鏡會(huì)阻止透射過(guò)來(lái)的不同顏色光線(xiàn)而通過(guò)本側(cè)相同顏色反射光線(xiàn)從而使攝像機(jī)接收到的只有信息結(jié)構(gòu)完整的表面反射光線(xiàn)；因此，將兩個(gè)濾光鏡分別設(shè)于兩個(gè)等腰直角棱鏡4上方來(lái)過(guò)濾光源，實(shí)現(xiàn)什么樣的顏色進(jìn)去也只有這種顏色的光能夠從其出來(lái)，解決透射光在對(duì)立面形成的串?dāng)_問(wèn)題。

進(jìn)一步地，如圖10—11所示，所述載物臺(tái)8為橫截面呈矩形的長(zhǎng)方體鋼塊，所述兩個(gè)等腰直角棱鏡4關(guān)于所述載物臺(tái)5鏡像對(duì)稱(chēng)，以便于確定左右兩側(cè)面處的L_f相等，便于計(jì)算實(shí)現(xiàn)等高等距設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，所述等腰直角棱鏡4均嵌于長(zhǎng)方體狀的安裝座9內(nèi)，所述安裝座9內(nèi)靠所述載物臺(tái)5的一側(cè)設(shè)有45度傾斜面，所述等腰直角棱鏡4的斜面與所述45度傾斜面緊密貼合，以便安裝好等腰直角棱鏡4，還可在安裝座9端面外側(cè)設(shè)置緊固螺栓10，用于頂緊等腰直角棱鏡4，等腰直角棱鏡4的兩個(gè)豎直設(shè)置的直角面也可以選擇伸出安裝座9的安裝槽之外。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。