[發明專利]一種多激光陣列三維掃描系統及方法

在審

• 申請號: 202010939225.9
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112082513A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 郭寅;尹仕斌;郭磊
• 申請（專利權）人: 易思維（杭州）科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了本發明提供了一種多激光陣列三維掃描系統，包括雙目立體視覺系統、多個激光陣列發生器和控制器；單個激光陣列發生器投射的多條激光條能覆蓋被測物表面；多個激光陣列發生器不同時投射激光條；雙目立體視覺系統視場能夠覆蓋被測物表面，分別采集每個激光陣列發生器投射到被測物表面的激光條紋；分別從被采集的多幅圖像中獲得的點云數據，匯總成被測物點云，完成被測物表面的三維掃描，針對上述系統提供了一種分時控制方法，利用雙目立體視覺系統逐一采集光條圖像的方式，本發明獲得高密度點云，具有硬件集成度高、自動化效率高、適用環境廣等特點。

技術領域

本發明涉及三維測量領域，具體涉及一種多激光陣列三維掃描系統及方法。

背景技術

近年來，三維掃描技術飛速發展，以三維掃描技術為依托的三維掃描產品被廣泛應用于多個領域，常規的三維掃描技術采用DLP數字投影技術結合雙目系統的方式實現被測物的三維測量，這種方式受限于投影亮度，對高亮反光的金屬和顏色過深的物體，三維掃描效果會大打折扣，造成掃描的點云過少或根本無法掃描出點云；而激光式三維掃描系統，因其激光的亮度遠遠高于DLP投影技術，能夠很好的掃描出高亮反光的金屬和顏色過深的物體，但是現有的激光式三維掃描系統僅采用一個激光器陣列或兩個交叉的激光器陣列，單次只能采集固定位置的幾條激光線，獲取點云數量有限，難以滿足高精度點云獲取要求，若想獲取更多點云，需要移動整個測量設備、來回掃描被測物，掃描的效率和實用性大大降低。

發明內容

為了解決已有激光式掃描方式效率低、實用性差的問題，本發明提供了一種多激光陣列三維掃描系統及方法，其采用多激光陣列分時投射激光條，并利用雙目立體視覺系統逐一采集光條圖像的方式，不需要移動測量系統，就能獲得高密度點云，具有硬件集成度高、自動化效率高、適用環境廣等特點。

為此，本發明的技術方案如下：

一種多激光陣列三維掃描系統，包括雙目立體視覺系統、多個激光陣列發生器和控制器；

所述雙目立體視覺系統和多個激光陣列發生器相對位置固定，分別與控制器連接；

所述多個激光陣列發生器分別向被測物表面投射相同間距、相同條數、相互平行的激光條，單個激光陣列發生器投射的多條激光條能覆蓋被測物表面；所有投射在被測物表面的激光條相互平行；所述多個激光陣列發生器不同時投射激光條，其分別投射的所有激光條組合后在待測物表面形成滿足點間距要求的點云；所述雙目立體視覺系統中兩部相機的公共視場能夠覆蓋被測物表面，用于分別采集每個激光陣列發生器投射到被測物表面的激光條紋；

所述控制器包括激光觸發模塊、相機觸發模塊和圖像處理模塊；

所述激光觸發模塊用于分別控制每個激光陣列發生器的開啟、關閉；

相機觸發模塊用于觸發雙目立體視覺系統采集激光條紋圖像；

所述雙目立體視覺系統將采集的各張圖像上傳到圖像處理模塊；

所述圖像處理模塊分別從被采集的多幅圖像中獲得的點云數據，匯總成被測物點云，完成被測物表面的三維掃描。

進一步，所述多個激光陣列發生器的數量通過以下公式計算：

式中，點間距依據待測物尺寸、形狀確定。

進一步，所述多個激光陣列發生器依次向待測物表面投射激光條；依次投射的兩個激光陣列發生器所投射的激光條的間距等于點間距。

為了便于排布、使每個激光陣列發生器投射的所有激光條均能夠向被測物表面投射激發光條，所述多個激光陣列呈一字型等間距排布，位于中間位置的激光陣列對著被測物表面，位于兩側位置的激光陣列按需設置傾斜角度。