[发明专利]一种四线四目三维激光扫描仪及扫描方法

权利要求书

1.一种四线四目三维激光扫描仪，其特征在于，包括外壳、四组工业相机镜头模组、四组激光模组、图像采集控制系统和上位机，所述外壳内设置底板，所述四组工业相机镜头模组以两两90°的间隔沿着底板的边缘均匀分布，所述四组激光模组呈圆周状等间隔分布在底板的中间，所述工业相机镜头模组和激光模组一一对应，所述工业相机镜头模组包括工业相机和镜头，所述镜头安装在工业相机上，所述激光模组包括激光器，所述图像采集控制系统包括控制器，所述控制器与工业相机连接，所述控制器控制工业相机采集激光器扫描的图像数据，所述控制器与上位机电连接；所述底板上通过螺栓连接四组弯板，所述弯板上开设弧形滑槽，所述工业相机镜头模组通过螺钉连接在相机固定平板上，所述相机固定平板上固定连接螺柱，所述螺柱穿设在弧形滑槽内可沿着弧形滑槽滑动，所述螺柱在弧形滑槽内滑动进而带动对应的工业相机镜头模组的角度和水平距离发生改变，所述螺柱的一端设置用于固定其位置的旋紧螺母。

2.根据权利要求1所述的四线四目三维激光扫描仪，其特征在于，所述控制器包括采集单元和相机触发单元，所述采集单元集成在相机触发单元上，所述工业相机采集到的图像数据通过采集单元传输给上位机。

3.权利要求1或2所述四线四目三维激光扫描仪的扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，对单个工业相机和激光器进行相机标定与相机坐标系下的线激光平面标定；

S2，利用标定得到的线激光平面在相机坐标系里的位姿，移动激光扫描仪对物体表面进行扫描采集，得到物体表面的线激光条纹轮廓图，然后利用线激光平面表达式解算出单帧线激光条纹轮廓的高度信息，将连续扫描得到的多帧图像的高度信息进行拼接得到物体表面点云轮廓信息；

S3，对四个相机进行联合标定，将四个视场的点云坐标转换到同一个相机坐标系里；

S4，从不同的位置和角度对物体进行扫描进行三维点云配准；

S5，进行三维点云重建；

S6，利用上位机输出重建后的三维点云渲染图。

4.根据权利要求3所述的四线四目三维激光扫描仪的扫描方法，其特征在于，步骤S1中，采用基于二维棋盘格靶标的张正友标定法对工业相机进行标定。

5.根据权利要求3所述的四线四目三维激光扫描仪的扫描方法，其特征在于，步骤S4中，采用迭代最近点算法进行三维点云配准。

6.根据权利要求3所述的四线四目三维激光扫描仪的扫描方法，其特征在于，步骤S6中，利用上位机输出重建后的三维点云渲染图的过程为：所述上位机发送信号给控制器，所述控制器接收到信号后对工业相机进行触发采集控制，所述工业相机采集图像并将采集到的图像回传给控制器，所述控制器将接收到的图像发送给上位机，所述上位机输出四视场每部分的单帧线激光轮廓图及点云图。