[實用新型]一種平行光軸式雙楔三維成像裝置

有效

• 申請號: 201721002432.1
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN207423120U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 冷雨泉
• 申請（專利權）人: 深圳慎始科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種平行光軸式雙楔三維成像裝置，包括激光發射模塊、激光雙楔掃描機構模塊、激光接收模塊、攝像頭成像模塊、支撐模塊、電子電路模塊。本實用新型通過激光發射模塊發射激光經過激光雙楔掃描機構模塊，形成面陣掃描式激光，當激光碰撞到物體后，激光部分光線將反射回系統，激光接收模塊對激光光線聚焦和電子電路模塊感光器件感應。經過周期性的面陣激光掃描，并依據發射與接收時間差，便能夠得到關于距離的三維點云信息。攝像頭成像模塊用于輔助激光三維成像，使其能夠得到更為豐富的信息。本實用新型高度集成旋轉掃描機構、激光發射與接收、GPS定位、慣性導航IMU、攝像頭成像等功能，具有體積小、重量輕、用途廣泛的特點。

技術領域

本實用新型涉及一種平行光軸式雙楔三維成像裝置，具體地說是一種用于三維成像的設備或儀器，屬于光電技術領域。

背景技術

傳統的圖像技術多指二維平面圖像，其單張圖像不具備深度信息，隨著技術的發展，越來越多的應用場景希望能夠獲得三維信息，例如，無人駕駛汽車、服務機器人、倉儲機器人等，相應的方案包括：雙目視覺方案、紅外結構光方案、脈沖式激光掃描方案等。

相比于紅外結構光等紅外方案，脈沖式激光方案優勢在于能夠測量的距離較遠，但缺點在于測量分辨率低，難以達到厘米級精度要求，因此比較適合對遠距離測量，另外，在眾多應用場合需要將環境重現與建模，此時就需要結合彩色圖像傳感器進行圖像融合。

雙光楔折射技術是指將激光束投射到光楔對上，且光楔對按照一定規則繞同一光軸旋轉，激光經過光楔對后便可在一定的視場范圍內掃描，通過激光接收器接收發射的激光以及感光器件感應，依據發射與接收時間差，便能夠得到關于距離的信息。經過周期性的面陣激光掃描，便可形成三維點云信息。

中國專利申請公布號CN 106017330A中，盡管介紹了利用雙光楔原理的掃描機構，但是其依靠兩個電機帶動傳動系統，再帶動光楔旋轉，其尺寸大，集成度低，且并未考慮如何實現激光的接收問題。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種高集成度的雙楔式三維成像裝置。包括激光發射模塊、激光雙楔掃描機構模塊、激光接收模塊、攝像頭成像模塊、支撐模塊、電子電路模塊。本實用新型通過激光發射模塊發射激光經過激光雙楔掃描機構模塊，形成面陣掃描式激光，當激光碰撞到物體后，激光部分光線將反射回系統，激光接收模塊對激光光線聚焦和電子電路模塊感光器件感應。經過周期性的面陣激光掃描，并依據發射與接收時間差，便能夠得到關于距離的三維點云信息。攝像頭成像模塊用于輔助激光三維成像，使其能夠得到更為豐富的信息。本實用新型高度集成旋轉掃描機構、激光發射與接收、GPS定位、慣性導航IMU、攝像頭成像等功能，具有體積小、重量輕、用途廣泛的特點。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案，并以一種典型實施實例為例進行說明。以下實施例有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本實用新型保護范圍。

一種平行光軸式雙楔三維成像裝置利用中空旋轉軸無傳動系統的雙楔式方式進行激光掃描，且結合攝像頭成像模塊進行三維成像，為滿足雙楔掃描的小尺寸與超薄結構，優先采用軸向光電碼盤方式；其具有基于激光的三維點云生成功能、攝像成像功能，其擴展功能可包括GPS定位功能、慣性測量IMU功能；其一種典型應用實例包括：激光發射模塊、激光雙楔掃描機構模塊、激光接收模塊、攝像頭成像模塊、支撐模塊、電子電路模塊。

攝像頭成像模塊可以采用以下方案中的一種或多種方案組合：兩個可見光攝像頭、兩個紅外攝像頭及特征投射裝置、一個可見光攝像頭、一個紅外攝像頭及特征投射裝置、一個熱成像攝像頭、一個深度攝像頭及光源投射裝置；同時，平行光軸式雙楔三維成像裝置的一種特例也可無攝像頭成像模塊。