[发明专利]多线阵列激光三维扫描系统及多线阵列激光三维扫描方法

权利要求书

1.一种多线阵列激光三维扫描系统，其特征在于，包括：多线阵列激光三维扫描设备和上位机，所述多线阵列激光三维扫描设备包括可编程门阵列FPGA、至少一个立体视觉图像传感器、惯性传感器、线激光器阵列和误差反馈控制器，所述可编程门阵列FPGA与所述立体视觉图像传感器、惯性传感器、线激光器阵列和误差反馈控制器分别相连，所述上位机分别与所述可编程门阵列FPGA、立体视觉图像传感器和惯性传感器相连；

所述可编程门阵列FPGA，用于向所述线激光器阵列发送第一触发信号，以使所述线激光器阵列根据所述第一触发信号频闪照射被测物体的表面；

所述可编程门阵列FPGA，还用于向所述立体视觉图像传感器发送第二触发信号，以使所述立体视觉图像传感器根据所述第二触发信号对被测物体进行曝光拍摄，并将拍摄的图像对发送至上位机；

所述可编程门阵列FPGA，还用于向所述惯性传感器发送第三触发信号，以使所述惯性传感器根据所述第三触发信号将多线阵列激光三维扫描设备的位姿信息发送至上位机；

所述上位机，还用于对测量数据实时进行误差评估并将评估结果反馈至可编程门阵列FPGA；

所述可编程门阵列FPGA，还用于在接收到所述上位机反馈的评估结果后，根据所述评估结果向所述误差反馈控制器发送控制信号，并根据所述评估结果调整所述激光三维扫描设备与被测物体的距离；

所述上位机，用于对所述立体视觉图像传感器拍摄的图像对中的激光线进行编码和解码；

所述上位机，还用于对被测物体图像对中的特征点以及所述被测物体的表面反射的激光线进行三维重建；

所述上位机，还用于以所述惯性传感器回传的位姿信息以及特征点为基准，将不同帧上的三维激光线数据配准到同一坐标系中生成形面点云；

所述误差反馈控制器，用于接收所述可编程门阵列FPGA发送的控制信号，输出与所述控制信号对应的指示灯光。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可编程门阵列FPGA，还用于接收所述上位机发送的预设脉冲触发信号和预设曝光时间，并根据所述预设脉冲触发信号，分别向所述线激光器阵列发送第一触发信号和向所述惯性传感器发送第三触发信号，并根据所述预设曝光时间向所述立体视觉图像传感器发送第二触发信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述误差反馈控制器为变色LED灯，包括红、绿、蓝三种基色组合的光。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述立体视觉图像传感器为多目视觉图像传感器，由两个或两个以上的光学相机组成。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述立体视觉图像传感器中设置有照明装置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述照明装置的照射时间与所述立体视觉图像传感器的曝光时间同步。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线激光器阵列包括由多个线激光器按照矩阵式的排列方式组成。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上位机，用于对所述特征点进行跟踪，并通过跟踪相邻时间帧间的同名特征点，将不同帧上的三维激光线数据配准到同一坐标系中。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上位机，还用于实时评估所述激光三维扫描设备与被测物体的距离，并在所述距离超出预设距离时，向所述可编程门阵列FPGA反馈评估结果。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的系统，其特征在于，所述上位机上还设置有通讯接口，所述通讯接口用于向与所述上位机连接的可编程门阵列FPGA进行通讯，以使所述可编程门阵列FPGA调整所述多线阵列激光三维扫描设备与被测物体间的距离。