[發明專利]一種適用于自然環境的激光三維掃描設備及方法

在審

• 申請號: 201410163414.6
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103954214A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 張志毅;耿楠;胡少軍;何東健
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種適用于自然環境的激光三維掃描設備，其特征在于，包括導軌滑槽、兩個紅外CCD攝像機和激光調制模塊，兩個紅外CCD攝像機和激光調制模塊位于導軌滑槽上，激光調制模塊位于第一紅外CCD攝像機和第二紅外CCD攝像機的中間，所述激光調制模塊上設有激光出射光孔，所述激光調制模塊包括光斑激光發射器和兩組步進電機驅動的反光鏡，第一反光鏡和第二反光鏡之間的距離為5cm。

2.根據權利要求1所述的適用于自然環境的激光三維掃描設備，其特征在于，，兩個紅外CCD攝像機平行放置，間隔距離為50cm。

3.根據權利要求1所述的適用于自然環境的激光三維掃描設備，其特征在于，所述激光發射器為3A級1064nm激光發射器。

4.根據權利要求1所述的適用于自然環境的激光三維掃描設備，其特征在于，所述激光出射光孔的直徑為3.6cm，形狀為夾角90°的圓錐狀。

5.一種適用于自然環境的激光三維掃描方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)先將激光調制模塊確定在支架的中間位置，激光調制模塊中第一組反光鏡繞水平軸線低速旋轉，第二組反光鏡繞垂直軸線高速旋轉；激光點經第二組鏡面反射后在相機成像上會形成直線型的李薩如圖形；第二組反光鏡旋轉30周/秒，第一組反光鏡只做1/30°/秒的轉動；

2)根據掃描物體的距離和掃描范圍調節兩個紅外CCD相機的相對與激光調制模塊的位置；距離短且范圍小時，兩個紅外CCD相機距離激光調制模塊較近；相反地，距離遠且范圍大時，兩個紅外CCD相機距離激光調制模塊較遠；兩個紅外CCD相機中分別安裝了1064nm±10nm的窄帶濾光片；

3)利用張正友算法或者三角法原理標定兩個紅外CCD相機的內部參數和外部參數；將相對位置和姿態信息作為固定參數存儲；

4)掃描過程中，提取兩幅圖像中的激光點信號，結合兩紅外CCD相機的相對位置和姿態信息，利用視差原理計算出相對應點的三維坐標值；該方法可達到2000P/s的掃描速率。