[發明專利]一種三維激光掃描成像儀的成像方法

有效

• 申請號: 201410300768.0
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104266605B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 林洋;馮燕
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01C3/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及一種具有場景三維激光掃描成像儀的成像方法，特別是涉及一種低成本的具有場景三維激光掃描成像儀的成像方法。

背景技術

激光掃描成像儀(Laser?Rangefinderor?Laser?Radar)以其測距速度快,精度高,獲取信息直觀等優點在軍事、航空和民用等領域得到了越來越多的應用.在智能移動機器人的研究中,激光測距系統更是和CCD攝像機、超聲傳感器等一起成為機器人必不可少的外部環境感知傳感器之一。目前激光掃描成像儀主要有二維和三維兩種,二維只在一個固定的掃描平面上獲取距離信息(也稱為單線掃描),如德國SICK公司生產的LMS系列2D雷達；三維激光測距成像儀則在二維掃描的同時,還能轉動掃描平面(多線掃描),主要代表為奧地利RIEGL公司生產的RIEGL系列遠距三維雷達。

激光掃描成像儀的裝置復雜度高,例如Hokuyo公司生產的激光雷達產品的售價都是上萬元的水平。其昂貴的原因之一在于他們往往采用了高速的光學振鏡進行大角度范圍的激光掃描，并且測距使用了計算發射/反射激光束相位差的手段進行。

激光掃描成像儀高昂的價格限制了它的進一步應用。當然，目前也有了一個替代方案，那就是微軟公司的kinect，不過其成像分辨率和測距精度相比激光雷達而言低了不少，同時無法在室外使用。并且kinect售價較高，在國內普及率很低。相比激光掃描成像儀和kinect，市面上線狀激光器產品的價格就要實惠許多，同時這些產品的各項參數及測量精度對于一般業余用途而言已經足夠，并且可以通過改進的新型算法來獲得更高的掃描精度及更快的掃描速度。如果我們對測量的精度、性能要求稍微降低，那么采用線狀激光器的成本將可以大幅的下降，因此采用線狀激光器來設計并研制出此套方案，將會使其具有廣泛拓展民用市場的前景，并能投入市場進行大批量工業生產。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種三維激光掃描成像儀的成像方法。

技術方案

一種三維激光掃描成像儀的成像方法，所述的三維激光掃描成像儀包括紅外線狀激光器、攝像頭、Raspberry?Pi開發板、stm32板和鋰電池，其中線狀紅外激光器和攝像頭成83°的夾角，三維激光掃描成像儀的底部安裝有一個可以360°旋轉的舵機，其特征在于步驟如下：

步驟1：從攝像頭的輸入視頻流里獲取一幀圖像數據，然后用OpenCV提供的cvCvtColor函數，將圖像從RGB彩色空間轉化為具有8位單通道灰度圖像的灰度空間，選用n_x*n_y高斯濾波器對圖像進行高斯平滑濾波處理，cvSmooth函數根據高斯濾波器窗口尺寸n_x、n_y改變高斯濾波器卷積核σ的水平方向值σ_x和垂直方向值σ_y：

σx=(nx2-1)×0.30+0.80]]>

σy=(ny2-1)×0.30+0.80]]>

步驟2：計算經過高斯平滑濾波后圖像中的激光光斑質心點像素坐標p_x：