一种三维激光扫描方法及装置

摘要

本发明公开了一种三维激光扫描方法及装置，方法包括在垂直扫描面中以扫描头内激光发射中心点为扫描原点建立扫描仪的三维坐标系，每次获取激光测距时，根据扫描头的方位角θ和顶点角Φ，计算出测距传感器发射激光束的方位角θ和俯仰角度β，从而得到三维激光角点坐标的计算公式，装置包括扫描头、轴驱动单元、测距单元、电机驱动单元和嵌入式控制单元，扫描头包括反光镜、轴承、激光孔和机械支架；机械支架包括横向支架、纵向支架和方位支座；轴驱动单元包括方位直驱电机、顶点直驱电机、方位驱动轴、顶点驱动轴、方位圆光栅和顶点圆光栅；激光测距单元包括一维激光测距传感器、可调支架和连接件。本发明提高了三维扫描测量精度，减小了扫描装置的体积，实现其小巧化易携带。

主权项

一种三维激光扫描方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)在垂直扫描面中以扫描头的激光发射中心点为扫描原点建立三维坐标系；具体包括：沿方位轴方向建立Z轴；在水平扫描面内穿过所述扫描原点并与所述Z轴垂直方向建立Y轴；根据右手定理在穿过扫描原点平行于水平扫描面且与所述垂直扫描面垂直方向建立X轴；(2)根据圆光栅脉冲计数获得扫描头绕方位轴旋转的角度θ和扫描头绕顶点轴旋转的角度Φ；并根据扫描头的顶点轴与方位轴之间的夹角α和所述扫描头绕顶点轴旋转的角度Φ获得扫描头的俯仰角β,0<α<90°，0≤θ≤360°，0≤Φ≤360°，‑α≤β≤+α；(3)根据一维激光测距传感器到被测物体表面的距离R、激光扫描起点与扫描原点之间的距离r、所述扫描头绕方位轴旋转的角度θ和所述俯仰角β获得三维激光角点在所述三维坐标系中的坐标值x＝(R‑r)cosβcosθ、y＝(R‑r)cosβsinθ、z＝(R‑r)sinβ。