[发明专利]一种便携式模块组合多功能激光三维扫描仪

说明书

技术领域

本发明涉及检测设备，特别是三维数据的检测。

背景技术

激光三维扫描仪是现代测试技术的标志性成就，已在文物贮存、三维设计、建筑规划与智能车导引等方面取得重要成果，但其应用受条件与价格的限制。其最成功产品化实用机型是基于激光脉冲测距的三维扫描仪，但从物体表面得到的海量点云数据重构三维，首先是要解决基准问题：对静态摸型，如文物可现场设置基点，并多方向扫描可实现严格的三维重构；而对车载或运动目标则只能定性测量，难以严格三维重构；而且脉冲测距精度不高，很难达到毫米级；最后特别是价格仍是偏高，不能推广到工地、车间、普通检测站使用，例如为获得在工业、交通、建筑中大量存在的各类板材和平台表面技术状况、三维结构及缺陷，快速检查评价各种厅堂、广场、公路表面铺设质量技术水平，表面三维结构与构造深度、错台等病害，特别是要求达到丝级甚至微米级的路面弯沉与材料微应变的数值三维现场检测技术与产品仍是空白。

成熟的三维检测与重构技术是现在已经在工业科学特别是医学中大量使用的断层扫描传统技术，三维物体切成等间隔断面，每次同时给出一个断面数据，再由系列断面重构三维物体，比现有激光测距点云扫描海量数据重构方法，原理更直观，更简明。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种使用方便且质优价廉的便携式模块组合多功能激光三维扫描仪，用于推广实现对物体的三维扫描重构。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种便携式模块组合多功能激光三维扫描仪，包括标线激光盒、激光标线图像探测器盒、模块位置调整与安装件、安装平台、移动装置以及计算机；

所述标线激光盒内固定有激光器，用于向标线激光盒外部发射激光标线；

所述激光标线图像探测器盒内固定有激光标线图像探测器，用于探测激光标线图像探测器盒外的激光标线；

所述安装平台上设置有安装框架，所述标线激光盒与激光标线图像探测器盒分别通过模块位置调整与安装件安装于安装框架上并保持激光器与激光标线图像探测器光轴共面，所述模块位置调整与安装件具有位置调整功能使得标线激光盒与激光标线图像探测器盒之间的相对位置关系可调；

所述安装平台通过移动装置移动，所述移动装置向计算机发送步进信号，所述计算机根据获得的步进信号控制激光标线图像探测器进行激光标线图像的断面采集并及并进行三维重构。

本发明的出发点是基于平面激光标线剖切物体表面，得到断面数据，通过步进扫描得到待测表面系列断面数据，则可重构表面三维构造。上述方法克服了点云三维扫描严格的工艺要求，特别是点云重构的复杂的计算、对基准定位的处理等困难。为了方便工业、交通甚至建筑、基站现场使用，设计成便携式，可以方便满足不同领域、不同条件不同精度要求与推广需要。本发明基于标线激光盒、激光标线图像探测器盒、模块位置调整与安装件以及安装平台组成基本测量单元，根据不同测量场景的需要，在模块位置调整与安装件的作用下改变标线激光盒和激光标线图像探测器盒之间的相对位置关系，并结合移动装置以及计算机，使用相应的测量方法实现对不同测量场景的实际应用。

进一步的，在本发明中，考虑到垂直扫描、掠射扫描以及车载在线检测这三种应用场景，为了灵活调整标线激光盒和激光标线图像探测器盒之间的相对位置关系，设计如下结构：

所述安装框架包括标线激光盒安装框架和激光标线图像探测器盒安装框架，其中，

标线激光盒安装框架上设置有一个铰链，用于连接标线激光盒安装框架和标线激光盒；

激光标线图像探测器盒安装框架上设置有两个铰链，其中一个铰链连接激光标线图像探测器盒安装框架和安装平台，另一个铰链连接激光标线图像探测器盒安装框架和激光标线图像探测器盒；

上述3个铰链的铰链转轴均相互平行设置，且与激光轴和激光标线图像探测器的光轴所在的共面垂直；且每个铰链上均设置有铰链角度调节装置和紧固装置。