專利名稱：彩色大空間掃描儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種掃描儀，特別是涉及一種具有彩色信息的彩色大空間掃描儀。
背景技術(shù)：
大空間三維激光掃描儀作為全球一種新型的測量設(shè)備能快速且自動(dòng)獲物體表面的三維空間坐標(biāo)值，數(shù)據(jù)由海量的點(diǎn)組成，且每個(gè)點(diǎn)具有x、Y、z坐標(biāo)。這大大提供了傳統(tǒng)測量的效率和精度，但是三維激光掃描儀由于自身工作原理限定，所采集的數(shù)據(jù)(點(diǎn)坐標(biāo))本身不具備任何顏色數(shù)據(jù)，即沒有R、G、B數(shù)據(jù)信息。缺少了 RGB信息后的圖像掃描數(shù)據(jù)為單色圖，對(duì)于單色圖的應(yīng)用和處理均有較大掣肘，比如在制作效果圖和展示圖時(shí)，單色圖需要人工添加色彩，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且存在真實(shí)性的問題，所以一種帶有色彩信息的彩色大空間掃描儀的研發(fā)勢在必行。中國專利公開號(hào):201885693U，
公開日2011年6月29日，公開了一種便攜式三維掃描儀，其特征在于:其包括一掃描臂、一數(shù)字信號(hào)處理器、一電磁發(fā)射器和一計(jì)算機(jī)，所述掃描臂由所述電磁發(fā)射器對(duì)其空間位置及姿態(tài)進(jìn)行定位；所述掃描臂發(fā)射的掃描光條對(duì)被掃描物體進(jìn)行掃描，將得到的掃描信息傳輸至所述數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)處理后，經(jīng)RS232串口實(shí)時(shí)發(fā)送至所述計(jì)算機(jī)；所述掃描臂包括一電磁接收器、一線激光器和一攝像機(jī)，所述電磁接收器接收電磁發(fā)射器發(fā)送的定位信號(hào)；所述線激光器向被掃描物體發(fā)射出掃描光條，將掃描光條與被掃描物體表面相交處的圖像信息經(jīng)所述數(shù)字信號(hào)處理器傳輸至所述計(jì)算機(jī)；所述攝像機(jī)對(duì)被掃描物體進(jìn)行拍攝，將圖像傳輸至所述計(jì)算機(jī)內(nèi)處理、保存。但是此技術(shù)方案生成的圖像依然是缺少了 RGB信息的圖像，是單色圖，對(duì)于單色圖的應(yīng)用和處理均有較大掣肘，比如在制作效果圖和展示圖時(shí)，單色圖需要人工添加色彩，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且存在真實(shí)性的問題，所以一種帶有色彩信息的彩色大空間掃描儀的研發(fā)勢在必行
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)在大空間掃描時(shí)只能產(chǎn)生單色圖，無法提供具有色彩信息的圖片問題，提供一種具有彩色信息的彩色大空間掃描儀。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種彩色大空間掃描儀，包括帶有掃描頭、控制器 的大空間激光掃描儀以及色彩采集器和計(jì)算機(jī)，所述的掃描頭為三自由度的掃描頭，所述掃描頭的控制端和輸出端均與所述的控制器的輸入輸出端連接，所述控制器通過總線與計(jì)算機(jī)連接，所述色彩采集器的輸出端通過總線與所述計(jì)算機(jī)連接。這樣設(shè)置，通過色彩采集器所拍攝的影像最終通過與大空間激光掃描儀的有效結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)到四維數(shù)據(jù)間轉(zhuǎn)換的。主要流程為:(I)讀取大空間激光掃描儀所獲得的單色數(shù)據(jù)，⑵讀取色彩采集器所獲得的影像文件，⑶大空間激光掃描儀文件與色彩系統(tǒng)采集的影像進(jìn)行定點(diǎn)匹配，至少選擇7個(gè)以上同名點(diǎn)并獲得匹配后的精度報(bào)告，采用的匹配系統(tǒng)為大空間激光掃描儀自帶的FARO-Scene (4)最終獲得匹配成功后的高精度高分辨率四維數(shù)據(jù)。作為優(yōu)選，所述掃描頭和所述色彩采集器均由固定三腳架固定，所述的色彩采集器包括一級(jí)云臺(tái)、專業(yè)級(jí)色彩采集裝置、水平調(diào)整板、垂直調(diào)整板和二級(jí)云臺(tái)，所述二級(jí)云臺(tái)由固定三腳架固定，所述二級(jí)云臺(tái)與固定有垂直調(diào)整板的一端固定，所述垂直調(diào)整板的另一端與所述水平調(diào)整板的一端連接，所述水平調(diào)整板的另一端與一級(jí)云臺(tái)連接，所述一級(jí)云臺(tái)上固定連接有專業(yè)級(jí)色彩采集裝置。色彩采集器和激光掃描儀，由于采用不同的鏡頭所產(chǎn)生對(duì)影像的畸變是不同的，因此在正確獲的精確的全景照片前需對(duì)每臺(tái)相機(jī)所使用的鏡頭位置進(jìn)行測試與標(biāo)定，目的有二，第一是通過對(duì)鏡頭位置的測試和標(biāo)定能夠獲得一項(xiàng)專屬于本套裝式的定位參數(shù)，從而使得彩色影像的獲取是正確的，有意義的，這樣二級(jí)云臺(tái)和一級(jí)云臺(tái)的設(shè)置，保證了色彩采集器能夠廣泛準(zhǔn)確地采集數(shù)據(jù)，而掃描頭和所述色彩采集器均由固定三腳架固定確保了掃描頭和所述色彩采集器拍攝時(shí)能牢固固定。作為優(yōu)選，所述大空間激光掃描儀的鏡頭和色彩采集器的鏡頭在工作時(shí)，位于同一水平點(diǎn)和同一垂直點(diǎn)。這樣設(shè)置，使得大空間激光掃描儀的鏡頭和色彩采集器的鏡頭拍攝時(shí)存在畸變，但是拍攝時(shí)的角度和距離是一致的。作為優(yōu)選，所述的掃描頭包括激光發(fā)射器、水平反射鏡、垂直反射鏡和接收器，所述的控制器包括距離測量模塊、掃描控制模塊、時(shí)間相位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和反射強(qiáng)度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述激光發(fā)射器、水平反射鏡和垂直反射鏡均與掃描控制模塊連接，所述接收器分別與所述的距離測量模塊連接，距離測量模塊的輸出端分別與時(shí)間相位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和反射強(qiáng)度模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述 掃描控制模塊、時(shí)間相位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和反射強(qiáng)度模數(shù)轉(zhuǎn)換器均通過總線與計(jì)算機(jī)連接。這樣設(shè)置，通過激光發(fā)射器搭配一個(gè)可實(shí)現(xiàn)均勻角速度旋轉(zhuǎn)的棱鏡進(jìn)行信號(hào)的來回傳遞，通過測量反射強(qiáng)度、時(shí)間相位來達(dá)到對(duì)每個(gè)點(diǎn)的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，完成單色的三維圖測量。本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)性效果是:本實(shí)用新型可以將單色的三維圖轉(zhuǎn)換為具有色彩信息的四維圖，本實(shí)用新型轉(zhuǎn)化的色彩信息添加準(zhǔn)確，只需選用不同的設(shè)備對(duì)同一空間進(jìn)行掃描即可輕松實(shí)現(xiàn)影像像素的永久提升。

圖1是本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)框圖。圖中:1、接收器，2、激光發(fā)射器，3、水平反射鏡，4、垂直反射鏡，5、距離測量模塊，
6、掃描控制模塊，7、時(shí)間相位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，8、反射強(qiáng)度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，9、計(jì)算機(jī)總線，10、微處理器，11、存儲(chǔ)器，12、色彩采集器。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。[0015]實(shí)施例:一種彩色大空間掃描儀(參見附圖1)，包括帶有掃描頭、控制器的大空間激光掃描儀以及色彩采集器12和計(jì)算機(jī)，掃描頭為三自由度的掃描頭，掃描頭的控制端和輸出端均與控制器的輸入輸出端連接，控制器通過總線與計(jì)算機(jī)連接，色彩采集器12的輸出端通過總線與計(jì)算機(jī)連接。掃描頭和色彩采集器12均由固定三腳架固定，色彩采集器12包括一級(jí)云臺(tái)、專業(yè)級(jí)色彩采集裝置、水平調(diào)整板、垂直調(diào)整板和二級(jí)云臺(tái)，二級(jí)云臺(tái)由固定三腳架固定，二級(jí)云臺(tái)與固定有垂直調(diào)整板的一端固定，垂直調(diào)整板的另一端與水平調(diào)整板的一端連接，水平調(diào)整板的另一端與一級(jí)云臺(tái)連接，一級(jí)云臺(tái)上固定連接有專業(yè)級(jí)色彩采集裝置。大空間激光掃描儀的鏡頭和色彩采集器12的鏡頭在工作時(shí)，位于同一水平點(diǎn)和同一垂直點(diǎn)。掃描頭包括激光發(fā)射器2、水平反射鏡3、垂直反射鏡4和接收器1，控制器包括距離測量模塊5、掃描控制模塊6、時(shí)間相位模數(shù)轉(zhuǎn)換器7和反射強(qiáng)度模數(shù)轉(zhuǎn)換器7，激光發(fā)射器2、水平反射鏡3和垂直反射鏡4均與掃描控制模塊6連接，接收器I分別與距離測量模塊5連接，距離測量模塊5的輸出端分別與時(shí)間相位模數(shù)轉(zhuǎn)換器7和反射強(qiáng)度模數(shù)轉(zhuǎn)換器7連接，掃描控制模塊6、時(shí)間相位模數(shù)轉(zhuǎn)換器7和反射強(qiáng)度模數(shù)轉(zhuǎn)換器7均通過總線與計(jì)算機(jī)連接。本實(shí)施例中的總線為計(jì)算機(jī)總線9，本實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)總線9與計(jì)算機(jī)中的微處理器10和存儲(chǔ)器11連接。本實(shí)用新型使用時(shí)，(I)讀取大空間激光掃描儀所獲得的單色數(shù)據(jù)，(2)讀取色彩采
集器12所獲得的影像文件，(3)大空間激光掃描儀文件與色彩系統(tǒng)采集的影像進(jìn)行定點(diǎn)匹配，至少選擇7個(gè)以上同名點(diǎn)并獲得匹配后的精度報(bào)告，采用的匹配系統(tǒng)為大空間激光掃描儀自帶的FARO-Scene (4)最終獲得匹配成功后的高精度高分辨率四維數(shù)據(jù)。以上所述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一種較佳的方案，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，在不超出權(quán) 利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
權(quán)利要求1.一種彩色大空間掃描儀，其特征在于:包括帶有掃描頭、控制器的大空間激光掃描儀以及色彩采集器和計(jì)算機(jī)，所述的掃描頭為三自由度的掃描頭，所述掃描頭的控制端和輸出端均與所述的控制器的輸入輸出端連接，所述控制器通過總線與計(jì)算機(jī)連接，所述色彩采集器的輸出端通過總線與所述計(jì)算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色大空間掃描儀，其特征在于:所述掃描頭和所述色彩采集器均由固定三腳架固定，所述的色彩采集器包括一級(jí)云臺(tái)、專業(yè)級(jí)色彩采集裝置、水平調(diào)整板、垂直調(diào)整板和二級(jí)云臺(tái)，所述二級(jí)云臺(tái)由固定三腳架固定，所述二級(jí)云臺(tái)與固定有垂直調(diào)整板的一端固定，所述垂直調(diào)整板的另一端與所述水平調(diào)整板的一端連接，所述水平調(diào)整板的另一端與一級(jí)云臺(tái)連接，所述一級(jí)云臺(tái)上固定連接有專業(yè)級(jí)色彩采集裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色大空間掃描儀，其特征在于:所述大空間激光掃描儀的鏡頭和色彩采集器的鏡頭在工作時(shí)，位于同一水平點(diǎn)和同一垂直點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色大空間掃描儀，其特征在于:所述的掃描頭包括激光發(fā)射器、水平反射鏡、垂直反射鏡和接收器，所述的控制器包括距離測量模塊、掃描控制模塊、時(shí)間相位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和反射強(qiáng)度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述激光發(fā)射器、水平反射鏡和垂直反射鏡均與掃描控制模塊連接，所述接收器分別與所述的距離測量模塊連接，距離測量模塊的輸出端分別與時(shí)間相位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和反射強(qiáng)度模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述掃描控制模塊、時(shí)間相位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和反射強(qiáng) 度模數(shù)轉(zhuǎn)換器均通過總線與計(jì)算機(jī)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種彩色大空間掃描儀。本實(shí)用新型可以解決目前現(xiàn)有技術(shù)的在能見度較低的天氣里是存在較難被人們所看清，必須要靠近才能仔細(xì)分辨的問題，其技術(shù)方案要點(diǎn)一種彩色大空間掃描儀，包括帶有掃描頭、控制器的大空間激光掃描儀以及色彩采集器和計(jì)算機(jī)，所述的掃描頭為三自由度的掃描頭，所述掃描頭的控制端和輸出端均與所述的控制器的輸入輸出端連接，所述控制器通過總線與計(jì)算機(jī)連接，所述色彩采集器的輸出端通過總線與所述計(jì)算機(jī)連接。本實(shí)用新型可以將單色的三維圖轉(zhuǎn)換為具有色彩信息的四維圖，本實(shí)用新型轉(zhuǎn)化的色彩信息添加準(zhǔn)確，只需選用不同的設(shè)備對(duì)同一空間進(jìn)行掃描即可輕松實(shí)現(xiàn)影像像素的永久提升。
文檔編號(hào)G01B11/24GK203100693SQ20122055239
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者毛晨佳 申請(qǐng)人:上海測源數(shù)碼科技有限公司