[發明專利]三維激光掃描儀數據等距采集方法及系統

有效

• 申請號: 201510074843.0
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN104677273B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 王李管;陳鑫;劉曉明;張建國;彭平安;劉亞妍
• 申請（專利權）人: 中南大學;長沙迪邁數碼科技股份有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

1.一種三維激光掃描儀數據等距采集方法，其特征在于，包括：

對待測區域進行N_p次輪廓預掃描；

根據預掃描結果得到2*N_p條待測區域的輪廓線，并從2*N_p條輪廓線中選取出最長的輪廓線作為基準輪廓線；

將基準輪廓線按預設的掃描間距Tol均勻等分，從而計算出掃描頭徑向每次擺動的角度θ_i；且在徑向擺動角度θ_i下，各輪廓線與下一條輪廓線之間通過迭代過渡插值得到掃描頭軸向每次旋轉的角度α_i,j；

依次按照各徑向擺動角度θ_i及該徑向擺動角度下軸向旋轉角度α_i,j進行激光掃描，得到待測區域的三維空間數據點。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據預掃描結果得到2*N_p條待測區域的輪廓線，并從2*N_p條輪廓線中選取出最長的輪廓線作為基準輪廓線包括：N_p次預掃描的結果與初始方位線相交于同一點，通過交點將各掃描結果劃分為兩部分，從而得到2*N_p條待測區域的輪廓線；計算2*N_p條輪廓線的長度，并從中選取出最長的輪廓線作為基準輪廓線；將基準輪廓線編號為1，按逆時針方向給其余輪廓線編號為2,3,…，2*N_p，第2*N_p條輪廓線的下一條輪廓線為基準輪廓線。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述將基準輪廓線按預設的掃描間距Tol均勻等分，從而計算出掃描頭徑向每次擺動的角度θ_i包括：

所述掃描頭徑向每次擺動的角度θ_i按以下方式計算：

θ_i＝Θ_i-Θ_i-1＝arcsin(R_n,i/S_n,i)-arcsin(R_n,i-1/S_n,i-1)

式中，Θ_i為掃描頭第i次徑向擺動后發出的射線與初始方位線之間的夾角，i≥1，Θ₀＝0；R_n,i為掃描頭第i次徑向擺動后發出的射線與基準輪廓線的交點到初始方位線的垂直距離；S_n,i為掃描頭第i次徑向擺動后發出的射線與基準輪廓線的交點到激光掃描頭的距離，其中n＝1，表示掃描頭發出的射線與基準輪廓線相交。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述在徑向擺動角度θ_i下，各輪廓線與下一條輪廓線之間通過迭代過渡插值得到掃描頭軸向每次旋轉的角度α_i,j包括：

所述掃描頭軸向每次旋轉的角度α_i,j按以下方式計算：

α_i,j＝Tol×360/(2π×r_n,i,m)

式中，Tol為預期的掃描間距；R_n,i為掃描頭第i次徑向擺動后發出的射線與基準輪廓線的交點到初始方位線的垂直距離；r_n,i,m為R_n,i與R_n+1,i之間第m次迭代過渡插值得到的距離值。