一种基于激光扫描的3D成像装置及成像方法制造方法及图纸

一种基于激光扫描的3D成像装置及成像方法，本发明专利技术涉及基于激光扫描的3D成像装置及成像方法。本发明专利技术为了解决现有技术存在检测的效率与准确率低的问题。本发明专利技术包括：激光器(1)、相机(2)、辅助激光器(3)、步进电机(4)、电机控制器(5)、连接杆(6)和扫描物体(7)。本发明专利技术步骤为：步骤一：进行相机(2)标定，得到标定后的相机(2)内参；步骤二：根据步骤一得到的标定后的相机(2)内参，进行所述基于激光扫描的3D成像装置的标定，得到相机每一次采集数据时的位姿；步骤三：根据步骤一和步骤二标定的数据以及相机每一次采集数据时的位姿，计算扫描的点云数据，得到扫描模型。本发明专利技术用于3D扫描领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光扫描的3D成像装置及成像方法
本专利技术涉及3D成像装置及成像方法。
技术介绍
鉴于当前社会越来越高的人工成本、精益求精的产品质量，各个行业都掀起了智能化的浪潮，使用机器人代替人的思想为越来越多的行业所接受，尤其是生产制造行业。在产品生产过程中，存在许多耗费大量成本的工作，如大量重复性的工作、恶劣环境下工作、高精度要求性的工作，这些工作使用人力进行存在着效率差、精度低等缺点，若使用相应机械代替人工则可解决上述问题，所以现在有越来越多的机械代替人工进行生产制造。机械随着生产的发展而发展，当前某些生产过程使用的机械结构能实现的功能较为单一，且存在一定的输入限值。如使用机械手抓取工件进行组装，当前要求所有工件需整齐排列，对于每个工件的位置、姿态都有着较为严格的要求。而生产、运输过程中，工件可能达不到输入要求，此时就需要机械手存在一定的智能，可以在散乱工件中，识别工件的位姿，并对其进行正常抓取。在生产过程中，还存在着一些使用人工识别的工作，如某些工件的缺陷检测、筛选，因人工的效率、误差率会随着时间的变化而波动，若能使用机械代替人工，则可保证检测的效率与准确率。描述的例子中，无论是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光扫描的3D成像装置，其特征在于：所述基于激光扫描的3D成像装置包括：激光器(1)、相机(2)、辅助激光器(3)、步进电机(4)、电机控制器(5)和连接杆(6)；在相机(2)的一侧设置激光器(1)，另一侧设置辅助激光器(3)，激光器(1)将激光发射至扫描物体(7)后，相机(2)拍摄扫描平台上的扫描物体(7)；相机(2)通过连接杆(6)连接步进电机(4)，步进电机(4)信号连接电机控制器(5)；电机控制器(5)控制步进电机(4)通过连接杆(6)使相机(2)移动。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光扫描的3D成像装置，其特征在于：所述基于激光扫描的3D成像装置包括：激光器(1)、相机(2)、辅助激光器(3)、步进电机(4)、电机控制器(5)和连接杆(6)；在相机(2)的一侧设置激光器(1)，另一侧设置辅助激光器(3)，激光器(1)将激光发射至扫描物体(7)后，相机(2)拍摄扫描平台上的扫描物体(7)；相机(2)通过连接杆(6)连接步进电机(4)，步进电机(4)信号连接电机控制器(5)；电机控制器(5)控制步进电机(4)通过连接杆(6)使相机(2)移动。2.一种基于激光扫描的3D成像方法，其特征在于：所述基于激光扫描的3D成像方法包括以下步骤：步骤一：进行相机(2)标定，得到标定后的相机(2)内参；步骤二：根据步骤一得到的标定后的相机(2)内参，进行基于激光扫描的3D成像装置的标定，得到相机每一次采集数据时的位姿；步骤三：根据步骤一和步骤二标定的数据以及相机每一次采集数据时的位姿，计算扫描的点云数据，得到扫描模型。3.根据权利要求2所述的一种基于激光扫描的3D成像方法，其特征在于：所述步骤一中进行相机(2)标定，得到标定后的相机(2)内参的具体过程为：步骤一一：确定相机(2)标定参数；所述相机标定参数包括标定图片张数、标定板棋盘横角点数、纵角点数；步骤一二：获取相机(2)采集图像；步骤一三：寻找图像中的棋盘角点，判断是否满足横向、纵向角点个数要求；步骤一四：保存满足要求的棋盘角点像素坐标与物理坐标；步骤一五：重复执行步骤一二～步骤一四，直至保存的图片张数为大于等于10张小于等于15张；步骤一六：根据步骤一五得到的图片，计算图片物理角点位置与像素位置的对应关系，计算相机内参与畸变矩阵；步骤一七：获取标定校准系数，若大于指定系数，则重新标定相机(2)；若小于等于指定系数则执行步骤一把八；所述指定系数为误差的最大允许值；步骤一八：保存相机(2)内参矩阵，校准采集图像。4.根据权利要求2所述的一种基于激光扫描的3D成像方法，其特征在于：所述步骤二中根据步骤一得到的标定后的相机(2)内参，进行所述基于激光扫描的3D成像装置的标定的具体过程为：步骤二一：将标定板置于标定台中心位置，调整标定板；步进电机(4)带动相机旋转，实时标定相机，使相机的偏转角、桶滚角、俯仰角均为0；步骤二二：控制步进电机(4)带动相机转动大于等于3个角度，同时标定相机，得到共圆的3个位置点，利用多点共圆公式得到圆心位置与圆半径r；步骤二三：控制激光器(1)投射至标定台表面，使用相机拍摄一张相片，处理照片中的激光线，获取激光线中心位置；步骤二四：处理照片中的每一行点的位置与CCD中心对应的图像位置的相对偏移，根据步骤一中得到的相机内参，计算得到角度2；所述角度2为L′与相机光轴线的夹角，L′为点O与相机光心的连线，点O为激光线与计算行的交点；步骤二五：根据步骤二四得到的角度2、当前相机高度h和圆半径r，得到臂展l与角度1；所述角度1为激光线偏转角，即为S′与连接杆(6)的夹角，S′为计算点与激光器的连线；具体过程为：相机光心距离标定台的距离h和圆半径R与臂展l和激光线偏移角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴，
申请(专利权)人：王兴，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23