[实用新型]一种激光频闪差分三维传感器

说明书

本实用新型涉及一种激光频闪差分三维传感器，该传感器包括激光光源、图像采集与处理单元、光线过滤单元及频闪控制器，频闪控制器分别与激光光源、图像采集与处理单元电连接，光线过滤单元设置在图像采集与处理单元前端。与现有技术相比，本实用新型能够以一定的频率节拍，发射主动激光线，并配合合适的频率采集反射图像，临时存储后，对数字图像做差分处理从而实现消去背景、改善光条图像质量的目的，进而实现在复杂背景和光照变化较大的室内外场景中，进行三维测量与重建的目的，可用于室外集装箱码垛引导等工业和日常应用中。

技术领域

本实用新型属于基于视觉的三维传感器技术领域，涉及一种激光频闪差分三维传感器。

背景技术

随着工业测量领域的不断扩展以及对测量精度和测量速度的不断提高，传统的接触式测量已经无法满足工业界的需求。非接触测量由于其良好的精确性和实时性，已经成为测量领域的热点。同时，由于电子学和光学技术的飞速发展，光电检测已经成为非接触测量的一种主要方法。激光三角法是光电检测技术的一种，由于该方法具有结构简单、测试速度快、实时处理能力强、使用灵活方便等优点，在工业中的长度、距离以及三维形貌等检测中有着广泛的应用。

在激光三角法中，由光源发出的一束激光照射在待测物体平面上，通过反射最后在检测器上成像。当物体表面的位置发生改变时，其所成的像在检测器上也发生相应的位移，即发生像移。通过像移和实际位移之间的关系式，可以由对像移的检测和计算得到真实的物体位移。

传统的基于激光三角法的三维传感器中，检测器往往使用灵敏的光学传感元件，在复杂的光照和背景下，不仅会检测到激光器反射回来的光条图像，也会获得大量无关信息。这些无关信息会干扰最终检测的精度和稳定性，所以这类三维传感器一般只能在光照相对稳定的厂房环境中使用，而室外环境受制约很大，使用相当受限。典型室外应用的比如港口集装箱自动抓取和码垛时，如果采用传统的基于激光三角法的传感器，因其受强阳光和集装箱颜色图案的影响会比较大，而难以正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种集成度高、使用便捷、可以在户外复杂光照和复杂背景条件下使用的激光频闪差分三维传感器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种激光频闪差分三维传感器，该传感器包括激光光源、图像采集与处理单元、光线过滤单元及频闪控制器，所述的频闪控制器分别与激光光源、图像采集与处理单元电连接，所述的光线过滤单元设置在图像采集与处理单元前端。频闪控制器能够以一定节拍输出控制脉冲，用适当节奏的脉冲向激光光源、图像采集与处理单元发送信号，实现激光光条频闪拍摄，并实现差分滤除背景的目的。

进一步地，所述的激光光源为线激光发射器。线激光发射器能够发射线结构光。

进一步地，所述的线激光发射器为耐高温线激光发射器。耐高温线激光发射器最高可在70℃的温度下工作而不会停止工作或发生永久性损伤，从而满足户外全天候使用的要求。

进一步地，所述的图像采集与处理单元为智能相机。智能相机同时具有图像采集与图像处理功能，智能相机采集的图像能够直接在智能相机中被分析处理，并输出差分后的光条图像，无须经过图像采集卡传输到计算机中计算。

进一步地，所述的光线过滤单元包括设置在智能相机前端的滤光器。

进一步地，所述的光线过滤单元还包括设置在智能相机前端的镜头。镜头及滤光器安装在智能相机前端，能最大程度过滤非激光光源等其它光源干扰，减少处理的难度。