[发明专利]用于三维激光扫描系统的圆柱靶标

说明书

技术领域

本发明涉及三维激光扫描技术领域，具体地涉及一种三维激光扫描时所需要的靶标的结构改进。

背景技术

利用在场景中布置靶标的方法对三维激光扫描仪获取的点云数据进行配准，具有精度高、速度快的特点。

而已有平面结构靶标，当激光从扫描仪发出点到打到靶标上点的连线和平面靶标的夹角较小时，经常出现误识或无法找到靶标的情况。另外，已有平面结构靶标，一般需要使用粘贴的方式固定在场景中，若扫描对象是不允许粘贴操作的对象，如文物、艺术品等，靶标的固定就成为一个令人头疼的问题。还有一些情况下，扫描对象的光反射强度较高，将使靶标难以从扫描对象上轻易区分开来，靶标也不宜粘贴在扫描对象上，这时候，靶标的固定方式依然存在问题。

虽然放在三角架上的莱卡公司的半球形平面靶标可以通过靶标旋转解决上述问题，但是，给不同站点三维数据配准时，需要反复旋转该半球形平面靶标，使该靶标的平面(即反光面)依次正对不同站点处的激光扫描仪。在靶标的旋转过程中，将导致靶标反光面的中心坐标变化，从而给不同站点三维数据配准带来误差或导致无法配准；而当旋转靶标碰到角架时，更是需要重新开始配准，屡次旋转靶标也给配准工作带来了很大的不便。

不论上述平面结构的靶标还是半球形的平面靶标，其反光面均呈平面形状，而本发明提供的圆柱状靶标，将反光面设为圆柱形状，能够很好地解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种用于三维激光扫描系统的圆柱靶标，将反光面设为圆柱形状，解决平面靶标受激光入射角度所限的问题，还解决半球形平面靶标在旋转过程中中心坐标发生变化的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于三维激光扫描系统的圆柱靶标，其特征在于：该靶标的反光面呈圆柱状。

在较佳的技术方案中：该圆柱靶标包括一体结构的靶标主体、座体和连接柱，其中：

该靶标主体呈圆柱状，在其圆柱状的外表面上涂有反光漆或者粘贴有反光纸，而成为所述的圆柱状的反光面；

该座体是一个与该靶标主体同轴的圆柱体，其一端通过该连接柱与该靶标主体连接。

在较佳的技术方案中：该座体的另一端中心位置加工有一个螺纹孔。

在较佳的技术方案中：该座体的外圆周面上经过滚花加工而具有花纹。

在较佳的技术方案中：该圆柱靶标是以硬铝材料车削而成。

在较佳的技术方案中：该圆柱靶标包括一体结构的靶标主体和连接座，其中：

该靶标主体呈圆筒状，在其圆柱状的外表面上涂有反光漆或者粘贴有反光纸，而成为一个圆柱状的反光面；

该连接座是一个与该靶标主体同轴的圆筒，其一端开放，该开放的一端与该靶标主体相接。

在较佳的技术方案中：该连接座另一端封闭，并在该封闭的另一端的中心位置加工有一个通孔或者螺纹孔。

在较佳的技术方案中：该连接座的外圆柱表面经过滚花加工而具有花纹。

在较佳的技术方案中：该圆柱靶标是以注塑或者冲压方式加工形成。

在较佳的技术方案中：该圆柱靶标包括分别加工的靶标主体和底座，其中：

该靶标主体是一个圆管体，其圆柱状的外表面上涂有反光漆或者粘贴有反光纸，而成为一个圆柱状的反光面；在该靶标主体的内圆柱面的下端还加工有一段内螺纹；

该底座具有一个底盖和一个固定轴，该底盖具有外螺纹而与该靶标主体的内螺纹螺接，该固定轴上端与该底盖固定连接。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

1、不同站点的激光扫描仪扫描到该圆柱靶标，无论从何角度，都相当于正对于圆柱状反光面来扫描，因此，扫描精度较高。

2、任意一台激光扫描仪扫描该圆柱靶标，将得到该圆柱靶标朝向该扫描的一侧的半圆柱面的三维信息，然后用上述三维信息可以很方便地拟合出该圆柱靶标的中心轴线位置(拟合算法不是本发明的重点内容，在此不予赘述)。由于该圆柱靶标具有的对称性，不同站点的激光扫描仪所拟合出来的中心轴线的位置是相同的，因此不必旋转靶标，即可完成场景中靶标中心位置坐标的确定。

3、本发明提供的圆柱靶标，若由于长期使用而有局部反光面掉漆，只要以圆柱轴线为轴旋转该圆柱靶标，使反光面中反射效果较好的一面逐一朝向不同站点的激光扫描仪，能够使每一激光扫描仪都得到较高的扫描精度。由于该圆柱靶标具有的对称性，并由于底座与靶标主体同轴设置，所以在旋转底座的过程中，并不会改变该圆柱靶标的轴线位置，能够保证配准工作的顺利进行。