[發明專利]一種3D激光掃描儀及其測距掃描方法

在審

• 申請號: 202110554630.3
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113280738A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 時沐朗
• 申請（專利權）人: 時沐朗
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 杭州派登特知識產權代理事務所(普通合伙) 33378
• 代理人: 于本會

1.一種3D激光掃描儀，其特征在于：包括固定外殼(1)，包括固定外殼(1)中心部位安裝有物料轉動機構(5)，固定外殼(1)的內部設置有激光發射機構(4)和攝像機構(8)，激光發射機構(4)和攝像機構(8)電連接有控制機構(9)，控制機構(9)對攝像機構(8)拍攝的圖片信息進行二極化，二極化數據通過三角測距法建立二維坐標系數據，控制機構(9)對若干組圖片信息形成的二維坐標系數據進行疊加形成三維坐標系。

2.根據權利要求1所述的一種3D激光掃描儀的測距掃描方法，包括如下步驟：

第一步：控制機構(9)控制激光發射機構(4)，激光發射機構(4)打出豎直激光在待掃描物體表面；

第二步：攝像機構(8)對激光發射機構(4)打出豎直激光位置進拍攝，同時攝像機構(8)將拍攝的圖像數據輸送到控制機構(9)；

第三步：控制機構(9)通過中值算法查找激光位置并帶入三角測距算法，得到掃描線粗略位置；

第四步：對掃描線數據進行降噪處理；

第五步：對掃描線數據進行平滑處理；

第六步：重復第四步-第七步采樣過程，重復次數為100-200次；

第七步：將得出的數據建模得出模型。

3.根據權利要求2所述的一種3D激光掃描儀的測距掃描方法，其特征在于：

在第三步中，三角測距算法包括以下步驟：

第一步：激光發射機構(4)的激光頭Laser與攝像機構(8)攝像頭在同一水平線(稱為基準線)上，其距離為s，攝像頭焦距為f，激光頭與基準線的夾角為β；

第二步：將距離s、焦距f和夾角β的數值帶入單點激光測距公式；

第三步：通過單點激光測距公式得出激光頭與待掃描物體之間的距離d；

第四步：通過單點激光測距公式可以衍生到線狀激光三角測距公式；

第五步：將激光光條的中心點P1、成像點P1′、攝像頭、激光頭作為基準面，中心點P1就符合單點單點激光測距；

第六步：中心點P1數值改變的時候，由線狀激光三角測距公式得出激光頭與待掃描物體之間的距離d數值也會發生改變，完成測距。

4.根據權利要求3所述的一種3D激光掃描儀的測距掃描方法，其特征在于：

在第四步中，降噪處理方法：遍歷所有采樣得到的點，計算每個點和周圍四個點的距離；如果一個點與周圍的點足夠遠(程序設計的距離為10個像素點)，將被認為是孤立的點為噪點，自動去除；

在第五步中，平滑處理方法：采用中值平滑，將每條掃描線單獨進行平滑處理，根據其左右兩邊的兩條掃描線再次進行二次平滑處理，此過程反復進行十次；

將得出的數據新建并保存至本地txt文件，開始利用OpenGL框架進行建模，導出三種可視化模型。