[实用新型]一种搭载Kinect的图像扫描及三维建模设备平台

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑室内环境三维扫描和路面外表探损技术领域，具体涉及一种搭载Kinect的图像扫描及三维建模设备平台。

背景技术

传统的建筑(公路)外表面的损伤检测方法一般包含人工和半自动化两种方法。在人工方法中，经过训练的技术人员通过对损伤表面状况进行测量，对损伤严重度进行评估，从而对损伤的严重程度进行评判。人工方法工作量大且耗时较长，同时在工作中容易造成安全隐患。除此之外，人工方法主观性较大，损伤评级的结果因人而异，评价产生较大的偏差。

三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。Kinect设备是微软推出的计算机体感扫描式外设，该设备可以实现快速低廉方式的室内物体三维信息扫描。目前该设备已经在游戏领域取得了极大的成功，但是该设备在建筑表面探损应用很少且缺乏配套的搭载硬件平台。除此之外，该设备在土木工程领域的推广和应用存在以下几个问题：

(1)电源独特，该设备设计了专用的12V输入电压且接口形状为特殊设计的USB接口，一般USB供电接口输出电压均为5V无法驱动该设备，需要微软提供的专有电源转换器将220V电压转换才能驱动，作为一款移动式的扫描装置需要始终连接220V电源才能正常运行,限制了设备的使用范围，集中在室内进行使用。

(2)便携性差，原有设备的设计使用方法是放在固定位置例如电视机前，不能频繁

移动。因此Kinect设备仅有一个基座，没有可移动式的搭载装置来扩展其使用范围。

(3)扫描距离短，在保证足够精度的情况下，目前Kinect最佳的扫描距离约为4-5m，由于扫描距受到机器本身的参数限制，不可扩展。

Kinect传感器获取实验环境或物体深度信息的主要过程是：由红外线发射器发射出红外线，红外线在被测物体或环境中的目标遮挡后会产生镭射散斑。镭射散斑反射被红外摄像机读取，得到物体或环境的深度信息。深度信息的解码和运算由以色列的PrimeSense公司生产的PS1080芯片完成。获取的深度数据经过PCL算法的处理，能够间接的生成三维点云数据。

现有专利中存在一些搭载Kinect的硬件平台设计。

例如，中国专利，Kinect便携式野外采集硬件平台(申请号：201420425850.1)，所述的一种穿戴式的Kinect设备解决了Kinect设备应用电源问题，提高了Kinect设备的的野外实用性，通过滤光片的使用，扩大了Kinect的适用范围；这一技术方案通过滤光片的使用，可以使Kinect的三维扫描不受户外光照条件影响，从而大大提高了野外进行三维扫描的适应范围。但该项实用新型专利并没有提供整个穿戴式设备的结构示意图，且如果将相关数据采集设备通过穿戴式进行携带，一方面对仪器的散热性能提出更高的要求，另一方面由于人体的不断运动，很难对采集出的数据进行精确的定位，会造成数据噪声过大的问题，从而失去数据的有效性。

发明内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种搭载Kinect的图像扫描及三维建模设备平台，解决传统人工探损方法工作量大、耗时长、容易造成安全隐患、主观性大等问题。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种搭载Kinect的图像扫描及三维建模设备平台，包括设置在支座平台上的相连接的信息收集设备和Kinect设备及手持扫描仪，所述信息收集设备为计算机设备，包括主机和显示器，所述手持扫描仪通过USB3.0接口数据线和所述计算机设备的主机相互连接；

所述支座平台上固定有固定架，所述固定架末端延伸至支座平台外侧，作为固定端通过旋转模块连接所述Kinect设备，所述旋转模块为旋转支座，围绕所述固定架末端旋转角度；

所述旋转模块的一端通过夹紧模块连接所述固定架末端，并围绕其转动，夹角范围为[-90°，90°]，所述夹紧模块上设置有夹紧螺钉和夹紧螺母用来控制和固定旋转模块的旋转角度；所述旋转模块的另一端与所述Kinect设备固连；所述固定架、旋转模块和夹紧模块构成Kinect设备的固定支座；

所述固定架上设置有GPS，位置在固定架与支座平台的交接处。