[发明专利]测绘装置和用于测绘装置的旋转单元的旋转体

说明书

本公开提供测绘装置和用于测绘装置的旋转单元的旋转体。测绘装置(1)包括：底座(2)，其限定底座轴线(A)；支撑结构(3)，其可绕底座轴线(A)旋转并且限定旋转轴线(B)；发光单元；及光接收单元。旋转单元(10)安装在支撑结构(3)上，包括旋转体(11)，旋转体(11)包括扫描镜(12)和至少一个反射偏折面(13)。提供成像单元及控制和处理单元。成像单元包括至少一个摄像头(15)。至少一个摄像头(15)被分配至少一个偏折面(13)且仅在旋转体(11)的预定取向范围内：至少一个摄像头(15)的光轴由其所分配的偏折面(13)偏折并且其视场由相应所分配的偏折面(13)偏折并使得视场包括旋转轴线(B)周围的视场角。

技术领域

本发明涉及测绘装置和用于激光扫描器的旋转单元。

背景技术

激光扫描用于多种不同场景的测绘，诸如建筑工地、建筑立面、工业设施、房屋内部或任意其他适用场景。据此实现的激光扫描可以用于获得场景的准确三维(3D)模型，其中，模型由点云构成。这种云的点按照坐标系中的坐标来存储，该坐标系可以由记录了该点云的激光扫描装置来限定。通常，激光扫描器由发出扫描束的单元(具体为由扫描器的节点)构成坐标系的原点。通过使用扫描束(例如，用飞行时间方法)测量的距离与测量该距离的取向关联来对点进行测绘。通常，坐标系是球坐标系，使得点可以以关于坐标系的原点的距离值、仰角以及方位角来表征。

常用的激光扫描器包括用于发出扫描束并接收所反射束以测量到该束所指向的点的距离的单元。通常，这些扫描器还包括可旋转地改变束的方向的装置，通常为为垂直旋转轴线(扫描轴线)和水平旋转轴线(底座轴线)，在该两个轴线中，一个可以为慢轴线，并且另一个可以为快轴线，其中，两个轴线可以用角度传感器来感测。垂直轴线的旋转与方位角关联，并且水平轴线的旋转与仰角关联。

可以通过观察发出与接收信号之间的时间用行进时间测量(飞行时间)法来计算距离。其他可能的方法可以是测量发送信号与接收信号之间的相位延迟。可以用设置在垂直轴线和水平轴线处的所述角度传感器来实现取向角度。其他可能的方法可以是根据轴线的已知恒定转速、基准点以及距离测量的采样速率来得到角度。

记录环境的另一手段是获取场景的全景或全穹顶图像。这种图像可以提供比点云直观的可视化或当图像传感器捕捉与可见光谱不同的光谱时(例如利用热传感器)提供环境的不同可视化。通常，这种全景或全穹顶图像用于对点云数字地彩色化，以较符合人体工程学可视化。因此，在各种应用中，由摄像头的成像数据支持地面激光扫描，该摄像头通过连同激光扫描器包括在激光扫描仪中或将它们安装在与激光扫描器相同的平台上来与激光扫描器组合。

现有技术中已知这一点，并且例如在US20140063489A1、US2016061954A1以及US20120070077A1中描述了这一点。

然而，现有技术通常提供较复杂的解决方案来解决由于摄像头和扫描器的不同视角而导致的视差误差。例如，根据US20140063489A1，摄像头被并入在扫描器内，并且部件被排布为使得摄像头和扫描器具有同一光轴。然而，摄像头的入射光瞳位置不处于与节点相同的位置处。因此，仅摄像头的中心点具有与扫描器相同的视角。摄像头的视场中的其他点将具有视差误差。该构造需要高技术工作。

根据US20120070077A1，摄像头被后验地大致引到与扫描器扫描该环境的位置靠近的位置处。该处理需要高处理工作而成功有限。由于摄像头的入射光瞳与扫描器的节点之间的较大的视差，将仍存在伪影。