[發明專利]移動手持設備和方法

無效

• 申請號: 201010147498.6
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN102192727A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 白洋政
• 申請（專利權）人: 阿爾卡特朗訊
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本發明涉及一種便攜式設備，具體涉及一種具有三維激光掃描功能的移動手持設備和方法。

背景技術

Leica測距儀僅能夠利用TOF(激光飛行時間)技術測量單個點的距離。Riegl三維掃描儀的體積很大，因而不能夠集成到移動手持設備中。現有技術中存在一種車載移動三維掃描儀，但是不能進行全方位帶抖動補償的三維掃描，并且缺乏在線更新輔助掃描功能。

隨著MEMS技術的發展，Fraunhofer?IPMS于2009年開發出以超便攜蜂窩電話為目標市場的MEMS掃描模塊。利用該模塊，能夠使用移動設備來實現三維掃描。但如果沒有三腳架，由于掃描時間長達若干秒，便攜式手持掃描儀無法在遠距離進行精確的三維掃描。因此，需要一種對掃描期間手持抖動進行補償的技術。

MEMS加速度計能夠檢測終端微小的傾斜角和加速度，因而可以解決上述問題。蘋果(Apple)公司已經在其產品iPhone中使用了MEMS加速度計，并用其實現手機屏幕的自動旋轉，例如：橫向寬屏瀏覽視頻和網頁，縱向豎屏打電話發短信。該功能現已成為各種觸摸屏智能手機的必選特性。

現代社會更需要一種具有精確的三維掃描能力的移動手持設備，能夠用于快速簡單的地面三維建模。其可能的應用例如：具有本地三維環境掃描能力的在線更新的Google?Earth?SketchUp、民用建筑的快速核查、數字圖像的三維增強、交通事故現場快速的三維建模、使用三維環境檢測并與在線三維地圖進行比較的車輛導航系統，等等。

然而，現有的解決方案或體積過大，或過于昂貴，以至于無法集成到移動手持設備中。簡單的單點測距儀也無法解決該問題，因為單束激光需要旋轉MEMS棱鏡才能獲得每秒數千個點距離數據，這既增加了體積也限制了速度；而Fraunhofer掃描模塊則采取陣列方式讀取距離數據，解決了以上問題。

但是，激光三維掃描陣列模塊也存在缺點，由于掃描時間相對較長(若干秒)，手持設備的隨機微小抖動會嚴重影響遠距離物體的三維建模精度。

發明內容

因此，為了解決上述問題，本發明提出了一種移動手持設備和相應的方法。

根據本發明的一個方面，提供了一種移動手持設備，包括：顯示單元，用于顯示實時圖像數據；攝像單元，用于拍攝二維圖像數據；測距單元，用于測量移動手持設備與拍攝對象之間三維輪廓距離數據；MEMS加速度計，用于記錄移動手持設備在多個方向上的運動軌跡數據；處理單元，用于從攝像單元、測距單元和MEMS加速度計接收相應的數據，對接收的數據進行處理，并在顯示單元上實時顯示處理后的數據；以及存儲單元，用于存儲與處理單元的操作有關的數據。

優選地，處理單元根據來自MEMS加速度計的運動軌跡數據對測距單元的距離測量進行補償。

優選地，所述多個方向包括俯仰、傾斜、前、后、左、右、上、下方向。

優選地，攝像單元的焦點可以由移動手持設備自動選取或由移動手持設備的用戶手動選取。例如，通過具有觸摸功能的顯示單元來選取焦點。

優選地，測距單元由MEMS激光器和MEMS接收陣列組成。

優選地，移動手持設備還包括定位單元，用于提供移動手持設備的地點信息和方向信息。

優選地，移動手持設備還包括通信單元，用于將拍攝結果傳輸到特定的地理信息系統或者從該地理信息系統下載與拍攝背景有關的三維環境數據。

優選地，移動手持設備包括：移動電話、個人數字助理或車載GPS設備。

根據本發明的另一方面，提供了一種利用移動手持設備拍攝三維環境的方法，包括：選取拍攝的焦點；測量移動手持設備與拍攝對象之間三維輪廓距離數據；進行拍攝并記錄移動手持設備在多個方向上的運動軌跡數據；對拍攝的數據和測量的距離數據進行處理，并實時顯示處理后的數據。

優選地，該方法還包括根據運動軌跡數據對測量的距離數據進行補償。

優選地，所述多個方向包括俯仰、傾斜、前、后、左、右、上、下方向。

優選地，拍攝的焦點可以由移動手持設備自動選取或由移動手持設備的用戶手動選取。

優選地，該方法還包括提供移動手持設備的地點信息和方向信息。

優選地，該方法還包括將拍攝結果傳輸到特定的地理信息系統，或者從該地理信息系統下載與拍攝背景有關的三維環境數據。