一种手持激光三维扫描仪、扫描方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110470238A(43)申请公布日2019.11.19(21)申请号201910590872.0(22)申请日2019.07.02(71)申请人杭州非白三维科技有限公司地址310000浙江省杭州市余杭区仓前街道良睦路1399号2号楼303-A室(72)发明人茹方军李冠楠(74)专利代理机构广州市越秀区哲力专利商标事务所(普通合伙)44288代理人汤喜友(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图1页(54)发明名称一种手持激光三维扫描仪、扫描方法及装置(57)摘要本发明公开了一种手持激光三维扫描仪，包括六个激光器、两个相机以及控制器，每个激光器、每个相机分别与控制器连接；激光器用于将发出的激光线投射到被检测物体表面上；相机用于拍摄投射到被检测物体表面的激光轮廓图像；每个激光器所发射的激光线的波长均不同；六个激光器的位置固定，两个相机的空间位置关系标定已知；所述控制器用于接收每个相机所拍摄的被测物体表面的激光轮廓图像，并进行处理得出三维点云数据，实现被测物体三维模型的建立。本发明还公开了一种手持激光三维扫描仪的扫描方法、电子设备及存储介质。CN110470238ACN110470238A权利要求书1/2页1.一种手持激光三维扫描仪，其特征在于：包括六个激光器、两个相机以及控制器，每个激光器、每个相机分别与控制器连接；激光器用于将发出的激光线投射到被检测物体表面上；相机用于拍摄投射到被检测物体表面的激光轮廓图像；每个激光器均能够发射的不同波段的激光线；每个激光器的位置以及与每个相机的空间位置关系均已知固定；所述控制器用于控制每个激光器向被测物体发送激光线，并接收每个相机所拍摄的被测物体的激光轮廓图像，并对激光轮廓图像进行处理得出一帧三维点云数据，然后将得到的所有帧的三维点云数据进行匹配拼接，最终根据三角法的原理得出被测物体的三维模型重建。2.根据权利要求1所述一种手持激光三维扫描仪，其特征在于：还包括补光装置，所述补光装置包括月牙形透镜、LED灯和供电模块；月牙形透镜将LED投射出的光斑转换为圆形光斑，并将LED灯发出的光转换我同波段的光。3.根据权利要求1所述一种手持激光三维扫描仪，其特征在于：所述扫描仪上还安装有指示灯；控制器还用于判断被测物体与三维扫描仪的距离是否满足预设距离，并控制指示灯显示对应的颜色，以提醒使用者做出相应的操作。4.根据权利要求1所述一种手持激光三维扫描仪，其特征在于：所述激光器为七线激光器。5.一种手持激光三维扫描仪的扫描方法，应用于如权利要求1-4任一项所述一种手持激光三维扫描仪，其特征在于：包括以下步骤：事先标定不同激光器在两个相机内的内参和畸变参数；事先标定多个激光器所投射的被检测物体的表面到相机之间的空间距离和角度关系；处理步骤：根据每个相机所采集到的被检测物体的一组图像，并对每张图像进行激光轮廓的提取得出每个图像所对应的亚像素的高光中心二维点集合；计算步骤：根据每张图像的亚像素的高光中心二维点集合进行三维坐标转换得出一帧三维点云数据；匹配步骤：根据RT矩阵重构的原理确定每帧三维点云数据的先后扫描顺序；拼接步骤：根据ICP融合技术将多帧三维点云数据进行拼接；模型生成步骤：按照三角法的原理将融合后的三维点云数据生成三维模型。6.根据权利要求5所述的一种手持激光三维扫描仪的扫描方法，其特征在于：所述处理步骤还包括：获取数据步骤：获取某一时刻相机采集到一组被测物体表面的激光轮廓图像，激光轮廓图像包括激光器发射的光照射到被检测物体上所形成的激光图像轮廓线；提取数据步骤：对每张激光轮廓图像进行提取得出2D激光轮廓线；校正步骤：根据相机的内参和畸变参数对每张2D激光轮廓线进行校正得出对应校正图像，并根据像素灰度差异算法提取每张校正图像的连通区域和空域；模型建立步骤：根据每张校正图像的空域和连通区域的灰度中心计算出每张图像的亚像素的高光中心二维点集合。7.根据权利要求5所述一种手持激光三维扫描仪的扫描方法，其特征在于：所述ICP融合算法具体包括：步骤S1：获取前一帧的三维点云数据以及当前帧的三维点云数据；步骤S2：将两帧的三维点云数据进行拼接，并且将两帧三维点云数据中重合的点删除，2CN110470238A权利要求书2/2页得出拼接后的三维点云数据；步骤S3：拼接完成后将前一帧的三维点云数据删除；步骤S4：将当前帧作为前一帧的三维点云数据，选择下一帧的三维点云数据作为当前帧的三维点云数据，并依次类推执行步骤S1、步骤S2、步骤S3以及步骤S4，直到将所有帧的三维点云数据拼接完成。8.根据权利要求5所述一种手持激光三维扫描仪的扫描方法，其特征在于：还包括：判断步骤：获取手持激光三维扫描仪