[发明专利]低成本三维激光扫描仪

摘要

本发明低成本三维激光扫描仪利用激光结合CMOS相机扫描实际场景并进行图像处理从而解算出三维坐标信息。如摘要附图，MSP430单片机作为控制机构，由转台上的一字线激光器向待探测场景或物体投射一字线激光，用带有滤光片的CMOS摄像机拍摄场景，PC端获取拍摄图片后进行图像处理，数据解算，得到三维点云，实现对三维空间的扫描重构，并达到计算机认知的目的。

主权项

一种低成本三维激光扫描仪，其特征在于：该装置由硬件和软件两大部分构成；硬件部分包括：CMOS摄像机，808纳米（nm）一字线激光器，MSP430单片机，步进电机，电机驱动器以及机壳；软件算法部分包括：转台控制软件，图像识别软件与点云绘制软件；所述CMOS摄像机，感光元件为CMOS，动态分辨率默认为640x480，静态分辨率为1200x1600，帧率30帧，传输接口为USB2.0（一种数据传输接口协议），其中需要移除摄像头镜片中的红外截止滤光片，同时在摄像头外部加装808nm高通滤光片；所述808nm一字线激光器，激光波长808nm，功率500毫瓦（mw）；所述MSP430单片机，为一种16位超低功耗、具有精简指令集和混合信号的处理器；所述步进电机，步进角为1.8度（°），分辨率为0.02°（无细分）、3.6秒（″）（20细分），带一传动比为90:1的减速器组成转台；所述电机驱动器，为M542型驱动器，主要驱动42、57型两相混合式步进电机，其微步细分数有15种，最大步数为25600脉冲每转（Pulse/rev），其工作峰值电流范围为1.5安培（A）～4.5安培（A），输出电流共有8档，电流的分辨率约为0.45A；所述转台控制软件，脉冲控制转台转动，通过串口通讯，将上位机发出的信号传给单片机，单片机输出信号给转台，根据输出信号的频率控制转台的转速；所述图像识别软件，对摄像机所得图像进行平滑处理，着色处理后，判断其中激光线的位置，并依照函数关系解出距离信息，从而得到一系列点的坐标；所述点云绘制软件，通过Open GL图像库，点云绘制在模拟的三维环境中，同时采用了鬼火引擎，对点云进行更优化的显示与处理。