[发明专利]一种适用于自然环境的激光三维扫描设备及方法

权利要求书

1.一种适用于自然环境的激光三维扫描设备，其特征在于，包括导轨滑槽、两个红外CCD摄像机和激光调制模块，两个红外CCD摄像机和激光调制模块位于导轨滑槽上，激光调制模块位于第一红外CCD摄像机和第二红外CCD摄像机的中间，所述激光调制模块上设有激光出射光孔，所述激光调制模块包括光斑激光发射器和两组步进电机驱动的反光镜，第一反光镜和第二反光镜之间的距离为5cm。

2.根据权利要求1所述的适用于自然环境的激光三维扫描设备，其特征在于，，两个红外CCD摄像机平行放置，间隔距离为50cm。

3.根据权利要求1所述的适用于自然环境的激光三维扫描设备，其特征在于，所述激光发射器为3A级1064nm激光发射器。

4.根据权利要求1所述的适用于自然环境的激光三维扫描设备，其特征在于，所述激光出射光孔的直径为3.6cm，形状为夹角90°的圆锥状。

5.一种适用于自然环境的激光三维扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)先将激光调制模块确定在支架的中间位置，激光调制模块中第一组反光镜绕水平轴线低速旋转，第二组反光镜绕垂直轴线高速旋转；激光点经第二组镜面反射后在相机成像上会形成直线型的李萨如图形；第二组反光镜旋转30周/秒，第一组反光镜只做1/30°/秒的转动；

2)根据扫描物体的距离和扫描范围调节两个红外CCD相机的相对与激光调制模块的位置；距离短且范围小时，两个红外CCD相机距离激光调制模块较近；相反地，距离远且范围大时，两个红外CCD相机距离激光调制模块较远；两个红外CCD相机中分别安装了1064nm±10nm的窄带滤光片；

3)利用张正友算法或者三角法原理标定两个红外CCD相机的内部参数和外部参数；将相对位置和姿态信息作为固定参数存储；

4)扫描过程中，提取两幅图像中的激光点信号，结合两红外CCD相机的相对位置和姿态信息，利用视差原理计算出相对应点的三维坐标值；该方法可达到2000P/s的扫描速率。