[發明專利]一種便攜式模塊組合多功能激光三維掃描儀

在審

• 申請號: 201710950920.3
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107782241A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 賀潤峰;賀安之;賀寧
• 申請（專利權）人: 南京中高知識產權股份有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/30;G01B11/24;G01B11/16;G01N21/88;G01N21/84
• 代理公司: 南京九致知識產權代理事務所(普通合伙)32307
• 代理人: 王培松

技術領域

本發明涉及檢測設備，特別是三維數據的檢測。

背景技術

激光三維掃描儀是現代測試技術的標志性成就，已在文物貯存、三維設計、建筑規劃與智能車導引等方面取得重要成果，但其應用受條件與價格的限制。其最成功產品化實用機型是基于激光脈沖測距的三維掃描儀，但從物體表面得到的海量點云數據重構三維，首先是要解決基準問題：對靜態摸型，如文物可現場設置基點，并多方向掃描可實現嚴格的三維重構；而對車載或運動目標則只能定性測量，難以嚴格三維重構；而且脈沖測距精度不高，很難達到毫米級；最后特別是價格仍是偏高，不能推廣到工地、車間、普通檢測站使用，例如為獲得在工業、交通、建筑中大量存在的各類板材和平臺表面技術狀況、三維結構及缺陷，快速檢查評價各種廳堂、廣場、公路表面鋪設質量技術水平，表面三維結構與構造深度、錯臺等病害，特別是要求達到絲級甚至微米級的路面彎沉與材料微應變的數值三維現場檢測技術與產品仍是空白。

成熟的三維檢測與重構技術是現在已經在工業科學特別是醫學中大量使用的斷層掃描傳統技術，三維物體切成等間隔斷面，每次同時給出一個斷面數據，再由系列斷面重構三維物體，比現有激光測距點云掃描海量數據重構方法，原理更直觀，更簡明。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種使用方便且質優價廉的便攜式模塊組合多功能激光三維掃描儀，用于推廣實現對物體的三維掃描重構。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種便攜式模塊組合多功能激光三維掃描儀，包括標線激光盒、激光標線圖像探測器盒、模塊位置調整與安裝件、安裝平臺、移動裝置以及計算機；

所述標線激光盒內固定有激光器，用于向標線激光盒外部發射激光標線；

所述激光標線圖像探測器盒內固定有激光標線圖像探測器，用于探測激光標線圖像探測器盒外的激光標線；

所述安裝平臺上設置有安裝框架，所述標線激光盒與激光標線圖像探測器盒分別通過模塊位置調整與安裝件安裝于安裝框架上并保持激光器與激光標線圖像探測器光軸共面，所述模塊位置調整與安裝件具有位置調整功能使得標線激光盒與激光標線圖像探測器盒之間的相對位置關系可調；

所述安裝平臺通過移動裝置移動，所述移動裝置向計算機發送步進信號，所述計算機根據獲得的步進信號控制激光標線圖像探測器進行激光標線圖像的斷面采集并及并進行三維重構。

本發明的出發點是基于平面激光標線剖切物體表面，得到斷面數據，通過步進掃描得到待測表面系列斷面數據，則可重構表面三維構造。上述方法克服了點云三維掃描嚴格的工藝要求，特別是點云重構的復雜的計算、對基準定位的處理等困難。為了方便工業、交通甚至建筑、基站現場使用，設計成便攜式，可以方便滿足不同領域、不同條件不同精度要求與推廣需要。本發明基于標線激光盒、激光標線圖像探測器盒、模塊位置調整與安裝件以及安裝平臺組成基本測量單元，根據不同測量場景的需要，在模塊位置調整與安裝件的作用下改變標線激光盒和激光標線圖像探測器盒之間的相對位置關系，并結合移動裝置以及計算機，使用相應的測量方法實現對不同測量場景的實際應用。

進一步的，在本發明中，考慮到垂直掃描、掠射掃描以及車載在線檢測這三種應用場景，為了靈活調整標線激光盒和激光標線圖像探測器盒之間的相對位置關系，設計如下結構：

所述安裝框架包括標線激光盒安裝框架和激光標線圖像探測器盒安裝框架，其中，

標線激光盒安裝框架上設置有一個鉸鏈，用于連接標線激光盒安裝框架和標線激光盒；

激光標線圖像探測器盒安裝框架上設置有兩個鉸鏈，其中一個鉸鏈連接激光標線圖像探測器盒安裝框架和安裝平臺，另一個鉸鏈連接激光標線圖像探測器盒安裝框架和激光標線圖像探測器盒；

上述3個鉸鏈的鉸鏈轉軸均相互平行設置，且與激光軸和激光標線圖像探測器的光軸所在的共面垂直；且每個鉸鏈上均設置有鉸鏈角度調節裝置和緊固裝置。