[实用新型]一种结合可调激光测距探头阵列与智能终端的空间扫描系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及三维扫描技术领域，尤其是一种用于大范围数据采集的结合可调激光测距探头阵列与智能终端的空间扫描系统。

背景技术

三维扫描技术是近年来被广泛关注的技术领域。从微软公司的Kinect，到苹果公司收购Primsense,再到Intel进行大力推广的realsense都属于三维扫描技术。三维扫描的技术的基础，就是通过三维扫描器件，输出前方某一物点距离三维扫描器件的原点的距离。

拍照式三维扫描仪是一种高速高精度的三维扫描测量设备，应用的是目前国际上最先进的结构光非接触照相测量原理。采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。它采用的是白光光栅扫描，以非接触三维扫描方式工作，全自动拼接，具有高效率、高精度、高寿命、高解析度等优点，特别适用于复杂自由曲面逆向建模， 主要应用于产品研发设计（RD，比如快速成型、三维数字化、三维设计、三维立体扫描等）、逆向工程（RE，如逆向扫描、逆向设计）及三维检测（CAV），是产品开发、品质检测的必备工具。三维扫描仪在部分地区又称为激光抄数机或者3D抄数机。

激光扫描，是一种从复杂实体或者实景中重建目标全景数据及模型的技术。激光扫描仪成功用于多个领域，如工业测量、地形测量、文物保护、城市建模、并行检测、逆向工程及虚拟现实等。

采用上述现有技术进行应用于大范围三维扫描，存在以下不足之处：

（1）现有技术的主要问题在于采用高精确拍照采集，测量精度高，但随之带来采集数据过大，对于大型样品的扫描数据收集构成限制。在扫描过程中，使用逻辑拼接容易导致错误的产生。

（2）现有技术在小范围精确测量中表现极其出色，但在大型测绘作业使用中无法测量满足。

（3）现有的测量技术设备需要逻辑的连续计算，当一次测量需要进行暂停操作时，会导致测量需要重新开始。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结合可调激光测距探头阵列与智能终端的空间扫描系统，该系统使用简单逻辑，与多探头测量，可以在保证测量精度的前提下，解决大范围测量需求。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种结合可调激光测距探头阵列与智能终端的空间扫描系统，其特征在于包括距离采集子系统、角度控制子系统和控制管理子系统，其中：

所述距离采集子系统包括由可调激光测距探头组成的探头阵列，探头阵列设置于载板上，在载板上留有每个可调激光测距探头的独立转动空间，每个可调激光测距探头在其独立转动空间内左右和前后摆动，每个可调激光测距探头均独立收集距离信息，每个可调激光测距探头的角度数据和测量距离进行独立计算；

所述角度控制子系统调整可调激光测距探头的方向，使探头阵列对准标定方向，同时配合距离采集子系统完成扫描定位作业；

所述控制管理子系统分别与距离采集子系统、角度控制子系统连接，显示测量距离、偏移角度，并计算、记录、分享扫描坐标数据。

对上述方案作进一步优选，所述可调激光测距探头平行等距排列形成探头阵列，可调激光测距探头与载板之间为球面配合，可调激光测距探头在载板内绕球心转动，在可调激光测距探头下方设有角度控制子系统。

对上述方案作进一步优选，所述角度控制子系统包括左右调节机构和前后调节机构，其中左右调节机构位于探头阵列下方，其控制每个可调激光测距探头绕球心在左右方向摆动角度，前后调节机构位于左右调节机构的下方，其控制每行可调激光测距探头绕球心在前后方向摆动角度；前后调节机构通过位于两端的固定夹头，固定支撑于底部的水平支撑台上。

对上述方案作进一步优选，所述左右调节机构包括左调节电机、右调节电机和皮带轮，其中其中皮带轮位于每个可调激光测距探头下方，并且由皮带轮驱动可调激光测距探头绕球心摆动；探头阵列分为左半部分和右半部分，其中左半部分和右半部分探头阵列的皮带轮通过皮带依次串接，形成联动机构，左半部分和右半部分的可调激光测距探头作为一组，同方向摆动，左半部分的可调激光测距探头由位于左端的左调节电机驱动，右半部分的可调激光测距探头由位于右端的右调节电机驱动。

对上述方案作进一步优选，所述左调节电机和右调节电机之间设有同步器；相邻两个皮带轮之间的传动比保持不变，同一行内的可调激光测距探头，其左右摆动角度由两端向中间依次减小。