[实用新型]一种大景深3D激光扫描成像系统

说明书

本实用新型公开了一种大景深3D激光扫描成像系统，包括：静态激光三角测量装置、以及与静态激光三角测量装置连接用于带动静态激光三角测量装置旋转扫描的旋转机构；所述静态激光三角测量装置包括相对位置固定的呈三角形分布的照明光源、光学镜头、以及图像传感器；所述照明光源发出光线，照射到被测物体上经被测物体反射后，入射所述光学镜头进行整形，整形后的光线入射所述图像传感器还原出被测物体的形状。本实用新型在扫描过程中成像系统始终保持清晰状态，保证了扫描轮廓的精度和一致性，同时避免了扫描大型物件时需要体积硕大的线性运动机构，而且由于硬件的性能提升，软件算法得以简化，提高了测量速度。

技术领域

本实用新型涉及激光测量技术领域，尤其涉及一种大景深3D激光扫描成像系统。

背景技术

由于二维图像缺失深度信息，随着处理器的处理能力迅速增强，三维图像的应用越来越广泛。随之大家对三维成像质量的要求也在提高。三维成像相对于二维成像最大的技术要求就是图像深度信息，从而对大景深有强烈要求。目前的图像镜头都是对平面成像优化的，最佳焦距在一个平面上，物体远离聚焦平面后，在图像传感器上成像迅速偏焦，出现图像模糊，由于图像模糊引起进入传感器单个像素能量迅速减少，这样需要更大的照明光源功率，明显降低整个三维成像系统动态范围。

目前的三维成像系统分为：双目三维、光栅结构光，激光三角成像；前2者在大景深测量时候，都会出现被测物体在偏离成像焦平面后，图像系统偏焦问题，引起测量精度明显下降，以及由于偏焦引起进入传感器单个像素颗粒光线亮度降低，从而导致系统动态范围显著降低。激光三角成像通过降维方式，把二维(x，y)图像焦平面转换为(x，z)的含有深度信息的图像，从而解决了大景深问题，但是由于缺失三维图像中的y信息，所有大家称之为2.5维图像。激光三角成像系统使用中，必须有相机和物体的相对位移才可以进行三维图像测量。

工业车间与物流领域的大量产品都需要摆放和拣选。3D激光轮廓测量系统可提供产品的轮廓信息，以便生产管理系统对产品进行处理。有部分产品体积较大或者摆放的空间范围较大，所以需要一些大景深的成像系统。对于大景深3D激光扫描成像系统，目前存在着两种扫描方案：一、照明用的激光线，通过运动机构在扫描方向移动，成像相机位置固定，这种方案由于激光线在扫描过程中大部分时间都处在成像相机的离焦位置，导致激光成像光斑弥散，后期轮廓数据处理的精度不高等问题；二、线性运动机构整体移动激光线和成像相机，这种方案激光成像光斑清晰，但是线性运动机构与成像系统组成的扫描成像系统体积过大，装配不方便。综上，现有的大景深的3D激光扫描成像系统，普遍存在轮廓精度不高，扫描系统体积过大等问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种大景深3D 激光扫描成像系统，从而克服现有的大景深的3D激光扫描成像系统，普遍存在轮廓精度不高，扫描系统体积过大等问题。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种大景深3D激光扫描成像系统，其中，包括：静态激光三角测量装置、以及与静态激光三角测量装置连接用于带动静态激光三角测量装置旋转扫描的旋转机构；

所述静态激光三角测量装置包括相对位置固定的呈三角形分布的照明光源、光学镜头、以及图像传感器；

所述照明光源发出光线，照射到被测物体上经被测物体反射后，入射所述光学镜头进行整形，整形后的光线入射所述图像传感器还原出被测物体的形状。

所述的大景深3D激光扫描成像系统，其中，所述光学镜头倾斜设置在所述照明光源的一侧，所述图像传感器设置在所述光学镜头的后端。

所述的大景深3D激光扫描成像系统，其中，所述光学镜头和图像传感器具有两组，分别对称设置在同一照明光源的两侧。