[发明专利]用于光学地扫描和测量环境的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的通用术语的特征的方法。

背景技术

借助于诸如例如从DE 20 2006 005643 U1已知的激光扫描器，依靠激光扫描器可以光学地扫描和测量激光扫描器的周围环境。为了获得额外的信息，在激光扫描器上安装采用RGB信号的照相机，使得扫描的测量点可以以彩色信息来完成。照相机支架是可旋转的。为避免视差，使用于获取其记录的照相机转到激光扫描器的垂直旋转轴线上，并降低激光扫描器，直至照相机到达水平旋转轴线处为止。该方法要求高精度的部件。

发明内容

本发明的目的是建立背景技术中提到的类型的方法的替代方法。根据本发明，借助于一种包括权利要求1的特征的方法实现了该目的。从属权利要求涉及有利的配置。

在大致了解照相机位置和方位、优选地是相对于激光扫描器的中心和方位的照相机位置和方位——而这种了解不足以建立直接联系——的情况下，根据本发明的方法可以借助于控制和评估单元来校正中心及它们的方位的偏差，以及可以将扫描和彩色图像联系起来。彩色照相机只是进行虚拟移动，即彩色图像变换，而不用进行很大程度上依赖于机械精度的真实移动。对于每个单彩色图像迭代地进行校正。在取为基准面的公用投影屏上进行扫描与彩色图像之间的比较。假设照相机是可安装(mounted)且可拆卸的(dismounted)，即在进行扫描之前确立至激光扫描器的特定距离，或假设照相机借助于可调节的支架进行移动，根据本发明的方法校正因而产生的位置和方位的改变。

首先，优选地仅对于相应的彩色图像的所关心的区域与扫描的所关心的相应区域提供一致性，由此提高性能。所关心的区域应该是那些在短距离上显示大的变化的区域，并且优选地是例如借助于梯度自动找到的。或者，可以使用标靶，即检查标记，然而检查标记却具有覆盖它们后面的区域的缺点。

在迭代循环中，在每次虚拟移动之后计算所关心的区域的位移矢量，该位移矢量对使得彩色图像和扫描的所关心的区域的投影相一致是必需的。概念“位移”也表示其中附加地需要所关心的区域的旋转的情况。

在本方法的每个步骤中，存在如下问题：由于噪声等而不存在彩色图像和扫描的严格的一致性，特别是没有像素到像素的一致性。然而，可以确定用于辨别和限定精度的阈值和/或间隔。也可以应用统计学方法。

因为本方法在不同的虚拟照相机位置处开始迭代，并且因为本方法定义了排除(exclusion)准则，所以本方法不信任简单的基于梯度的动力学(虽然根据已知方法使用简单的基于梯度的动力学)。由此本方法甚至在出现次级极小值时也起作用。因此，即使在激光扫描器与彩色照相机之间的距离大的情况下，本方法也是稳健的。使用所关心的区域导致更好的性能和更成功地找到相应的对应部分。(通过所述排除准则)排除很难或不可能找到相应区域的区域，例如，当激光扫描器与彩色照相机看到不同图像时(归因于不同的波长)。有鉴于此，对所关心的区域进行分类是有帮助的。

本方法也可以用于在将彩色照相机安装在激光扫描器上之后进行的标定。

附图说明

下面基于附图中示出的示例性实施例，更详细地说明本发明，其中：

图1示出借助于激光扫描器和彩色照相机的光学扫描和测量的示意图，

图2示出不带有彩色照相机的激光扫描器的示意图，

图3示出带有彩色照相机的激光扫描器的部分截面图。

具体实施方式

激光扫描器10被提供为用于光学地扫描和测量该激光扫描器10的周围环境的装置。激光扫描器10具有测量头12和基座14。测量头12安装在基座14上，作为可以绕垂直轴线旋转的单元。测量头12具有可以绕水平轴线旋转的反射镜(mirror)16。将两个旋转轴线的交点称为激光扫描器10的中心C₁₀。