[發明專利]一種無線手持3D激光掃描系統

有效

• 申請號: 201410314159.0
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104165600A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 陳尚儉;鄭俊;王江峰
• 申請（專利權）人: 杭州鼎熱科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種無線手持3D激光掃描系統，其特征在于：包括手持式3D激光掃描數據采集子系統、便攜式3D數據在線處理顯示及控制子系統與便攜式3D數據服務端存儲與分析子系統，所述手持式3D激光掃描數據采集子系統與便攜式3D數據在線處理顯示及控制子系統相連，二者為一一對應關系，并安裝在同一支撐框架內，構成可獨立完成3D輪廓掃描的便攜式亞系統；便攜式3D數據在線處理顯示及控制子系統與便攜式3D數據服務端存儲與分析子系統相連；?

所述的手持式3D激光掃描數據采集子系統包括多目圖像數據采集模塊和多線激光測量模塊，所述的多目圖像數據采集模塊包含三個攝像頭，三個攝像頭呈等邊三角形放置且相互間構成相同的空間角度；所述的多線激光測量模塊包含三個線狀激光器，三個線狀激光器也呈等邊三角形放置，所述線狀激光器射出的激光面相互間所成的三個平面空間角度相同；?

所述的便攜式3D數據在線處理顯示及控制子系統包括第一高速無線網絡通信模塊、人機接口模塊、數據存儲模塊、電源管理模塊和用于實現對數據采集、A/D轉換、預處理、在線分析、無線通信、數據存儲的管理與控制的嵌入式主控模塊，所述第一高速無線網絡通信模塊、人機接口模塊、數據存儲模塊與電源管理模塊均和嵌入式主控模塊連接；?

所述的便攜式3D數據服務端存儲與分析子系統包括3D輪廓數據存儲與管理模塊、3D輪廓深度后處理模塊和第二高速無線網絡通信模塊，所述的3D輪廓數據存儲與管理模塊為面向激光3D掃描的主題數據庫，實現掃描目標輪廓數據的存儲、分類、查詢與更新，所述的3D輪廓深度后處理模塊采用三維坐標轉換與圖像壓縮插補技術，實現對掃描目標輪廓數據的深度優化、像素補償、亮度/色度調整后處理，并生成不同規格的三維網格文件；所述的第二高速無線網絡通信模?塊與第一高速無線網絡通信模塊通信連接。?

2.如權利要求1所述的無線手持3D激光掃描系統，其特征在于：所述便攜式3D數據在線處理顯示及控制子系統中，所述的第一高速無線網絡通信模塊采用實時流媒體傳輸方法，實現掃描目標3D曲面數據的實時傳輸與在線更新；所述的人機接口模塊為面向激光3D掃描所定制的薄膜晶體管顯示屏，支持嵌入式輕型圖形用戶界面，負責向用戶提供友好的可視化信息與服務接口，并提供觸摸按鍵，實現對掃描過程及顯示的控制；所述的數據存儲模塊采用嵌入式海量存儲技術實現掃描目標3D輪廓數據的現場級存儲；所述的電源管理模塊由電源控制器與鋰電池組組成。?

3.如權利要求1或2所述的無線手持3D激光掃描系統，其特征在于：所述的手持式3D激光掃描數據采集子系統還包括多背景光源補償模塊，所述的背景光源補償模塊為弧面發光二極管陣列；通過背景光源補償模塊提供合適的可視光照條件，在捕捉到貼有標記點的被測物體表面的時刻，啟動多線激光測量模塊發射三束線狀激光，并同步啟動多目圖像數據采集模塊的三個攝像頭采集目標圖像。?

4.如權利要求1或2所述的無線手持3D激光掃描系統，其特征在于：所述多目圖像數據采集模塊中，掃描目標表面的三條激光束進行標識：①采用不同顏色對系統所發射的激光進行區別與標識；②為避免光線混疊，三條激光交替觸發、發射，某一時刻只出現一條激光光束；③排布好三條激光的位置，使得每個攝像頭檢測到的三條激光中有兩條是在圖像的固定位置而被排除，只檢測剩余的那條激光來獲得被測物體的空間點云數據；?

采用投影三條不同角度的線狀激光到物體表面的方式，每個攝像頭檢測一條配對激光，從三個不同角度掃描物體表面；三個攝像頭分別為攝像頭A、B、C，攝像頭A為高精度攝像頭，用于測量前的預測量，所述的預檢測是指在正式掃描?前，用攝像頭A來對已貼標記點的被測物體進行攝影測量，在每幅攝影測量的照片視野中放置已知參數的“T”型標準桿，用于計算標記點的空間位置；系統在對所有預測量的標記點進行拼接后便得到一個完整的高精度標記點庫；正式掃描時將檢測到的標記點拓撲結構與該高精度標記點庫進行擬合。?

5.如權利要求1或2所述的無線手持3D激光掃描系統，其特征在于：所述多線激光測量模塊中，三束線狀激光所發射出的激光平面相互成相同的空間角度，角度的大小應滿足其形成互成60°的“三角陣列”型投影的平面正好位于掃描器的景深范圍的靠近攝像頭的1/3處。?