一种快速三维激光扫描仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及扫描领域，尤其涉及三维激光扫描仪。
【背景技术】
[0002]三维激光扫描仪按其应用场合及测量范围可以分为近距离测量仪和中远距离测量仪。其应用范围广泛，包括游戏开发里面的场景、室内设计以及整车零部件设计的测量、事故现场还原、国家文化遗产保护、考古工作等方面。
[0003]在所有三维激光扫描仪中，Riegl的VZ400是目前市面上扫描速度最快的产品，扫描单幅场景所需要的时间为2分钟。而扫描速度的提高对于减少劳动力强度、节约资金、提高工作效率至关重要，本申请针对此问题提出改进。激光扫描速度是指扫描单幅环境所需要的时间，受到激光器出点频率与电机同步控制技术限制。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有技术中问题，本实用新型提供了一种快速三维激光扫描仪，其包括激光头、电机控制模块、反光镜、水平旋转台，所述激光头包括激光发射器和激光接收器，电机控制模块控制第一电机和第二电机，第一电机控制反光镜旋转使激光束进行竖直方向上的线扫描，激光头固定在水平旋转台上，第二电机用于控制水平旋转台旋转，激光在进行线扫描的同时进行水平方向扫描。
[0005]作为本实用新型的进一步改进，还包括计算单元，所述计算单元通过同步控制模块控制电机控制模块。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，还包括底壳、下壳、左上壳和右上壳、支撑构件，圆柱形的支撑构件固定在水平旋转台上，随水平旋转台转动而转动，左上壳和右上壳通过螺丝固定，合成整体后通过螺丝与支撑构件固定，随支撑构件的转动而旋转，底壳通过螺丝与下壳固定。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，还包括刻度环，刻度环通过螺丝固定在下壳。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，电机控制模块通过螺丝固定在下壳。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，水平旋转台通过电池压板的螺丝位固定在下壳。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，同步控制模块通过螺丝固定在下壳。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，锂电池通过机械卡位固定在电池压板上，再与底壳紧配。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，还包括电机编码器，电机编码器通过联轴器固定在电机的轴上。
[0013]三维激光扫描仪利用激光测距的原理，获得被测物体与激光发射器间的距离，同时记录下激光束的横向角度和纵向角度，通过计算得到被测物体表面大量的密集的点的三维坐标。通过对被测对象的多角度立体扫描，获得被扫描物体表面的大量三维点云数据信息，然后对这些信息进行处理、建模.拼接成高精度的数字模型。该测量仪器具有非接触、高精度、快速扫描、成本低等特点。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]激光测距的过程中，激光器每秒发出的点云数目有几万个甚至几十万个，而在这个极短的时间内，需要通过垂直方向及水平方向的两个电机将这些点分布到三维空间，这是极具挑战性的。目前上来讲，国内外的三维激光扫描仪的单景扫描时间都在2分钟以上，而本申请利用精密的电机控制系统及同步控制模块，将海量的激光点与高速电机进行精确匹配，在不降低三维激光扫描仪测量精度的前提下，提高了扫描速度，单幅全景的扫描时间为数十秒。这种快速性可以极大地提高工作效率，现场操作的时间，带来巨大无形的效益。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型工作原理框图；
[0017]图2是本实用新型整体结构示意图；
[0018]图3是本实用新型分解结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0020]如图3所示，其中图中标出了内部主要部件的标号，关于支架和壳体未进行标号。该装置包括激光头100、电机控制模块200、反光镜300、水平旋转台400、计算单元(计算机、手机、平板、嵌入式电脑等高性能处理器)，激光头100包括激光发射器和激光接收器，电机控制模块200控制第一电机201和第二电机202，第一电机201用于控制反光镜300旋转使激光束可以进行竖直方向上的线扫描，第二电机202用于控制水平旋转台400旋转，激光头100固定在水平旋转台400上，使激光可以在进行线扫描的同时进行水平方向扫描；
[0021]激光头100中的激光发射器用于发射高频脉冲激光，当激光打到目标物体后，再被激光接收器探测到，并记录下前后的时间差，从而确定扫描仪到目标物表面的距离，通过电机控制模块200及同步控制模块500来进行准确配准，进而计算出每个激光点在三维空间中的位置(X，y, z)。
[0022]同步控制模块500，通过同步配准算法将海量的激光点与高速电机进行精确匹配，在不降低测量精度的同时，提高扫描的速度，目前单幅三维激光扫描时间为数十秒。
[0023]圆柱形的支撑构件800固定在水平旋转台400上，随水平旋转台400转动而转动。左上壳603和右上壳604通过螺丝固定，合成整体后通过螺丝与支撑构件800固定，随支撑构件800的转动而旋转。刻度环700通过螺丝固定在下壳602，电机控制模块200通过螺丝固定在下壳602，水平旋转台400通过电池压板902的螺丝位固定在下壳602，同步控制模块500通过螺丝固定在下壳602，锂电池901通过机械卡位固定在电池压板902上，再通过底壳601紧配。底壳601通过螺丝与下壳602固定。电机编码器203通过联轴器固定在电机202的轴上。
[0024]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种快速三维激光扫描仪，其特征在于:其包括激光头(100)、电机控制模块(200)、反光镜(300)、水平旋转台(400)，所述激光头(100)包括激光发射器和激光接收器，电机控制模块(200)控制第一电机(201)和第二电机(202)，第一电机(201)控制反光镜(300)旋转使激光束进行竖直方向上的线扫描，激光头(100)固定在水平旋转台(400)上，第二电机(202)用于控制水平旋转台(400)旋转，激光在进行线扫描的同时进行水平方向扫描。2.根据权利要求1所述的一种快速三维激光扫描仪，其特征在于:还包括计算单元，所述计算单元通过同步控制模块(500 )控制电机控制模块(200 )。3.根据权利要求1所述的一种快速三维激光扫描仪，其特征在于:还包括底壳(601)、下壳(602 )、左上壳(603 )和右上壳(604)、支撑构件(800 )，圆柱形的支撑构件(800 )固定在水平旋转台(400)上，随水平旋转台(400)转动而转动，左上壳(603)和右上壳(604)通过螺丝固定，合成整体后通过螺丝与支撑构件(800)固定，随支撑构件(800)的转动而旋转，底壳(601)通过螺丝与下壳(602)固定。4.根据权利要求3所述的一种快速三维激光扫描仪，其特征在于:还包括刻度环(700),刻度环(700)通过螺丝固定在下壳(602)。5.根据权利要求3所述的一种快速三维激光扫描仪，其特征在于:电机控制模块(200)通过螺丝固定在下壳(602 )。6.根据权利要求3所述的一种快速三维激光扫描仪，其特征在于:水平旋转台(400)通过电池压板(902 )的螺丝位固定在下壳(602 )。7.根据权利要求3所述的一种快速三维激光扫描仪，其特征在于:同步控制模块(500)通过螺丝固定在下壳(602 )。8.根据权利要求3所述的一种快速三维激光扫描仪，其特征在于:锂电池(901)通过机械卡位固定在电池压板(902)上，再与底壳(601)紧配。9.根据权利要求3所述的一种快速三维激光扫描仪，其特征在于:还包括电机编码器(203)，电机编码器(203)通过联轴器固定在电机(202)的轴上。
【专利摘要】本实用新型提供了一种快速三维激光扫描仪，其包括激光头、电机控制模块、反光镜、水平旋转台，所述激光头包括激光发射器和激光接收器，电机控制模块控制第一电机和第二电机，第一电机控制反光镜旋转使激光束进行竖直方向上的线扫描，激光头固定在水平旋转台上，第二电机用于控制水平旋转台旋转，激光在进行线扫描的同时进行水平方向扫描。本申请利用精密的电机控制系统及同步控制模块，将海量的激光点与高速电机进行精确匹配，在不降低三维激光扫描仪测量精度的前提下，提高了扫描速度。
【IPC分类】G01B11/24
【公开号】CN205027316
【申请号】CN201520295894
【发明人】邱纯鑫, 刘乐天
【申请人】深圳市速腾聚创科技有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年5月8日