室内三维扫描设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种室内三维扫描设备及方法。一种室内三维扫描设备，包括无人机、转动圆盘、激光测距装置和三维扫描装置、处理装置，所述激光测距装置用于测量设备与周围障碍物之间的距离，所述处理装置用于根据所述激光测距装置测得的数据绘制室内平面轮廓图，根据预先设定规则在所述室内平面轮廓图中选择若干个扫描点，所述无人机用于根据若干个所述扫描点的位置信息带动所述三维扫描装置依次飞行至各个所述扫描点，所述三维扫描装置用于对各个扫描点周围进行360度空间扫描绘制出深度图和三维图。本发明专利技术结构简单、使用方便，可自动实现对室内全方位的扫描，在保证高精度的同时，结构灵活，具有通用性。

【技术实现步骤摘要】
室内三维扫描设备及方法
本专利技术涉及三维扫描领域，具体而言，涉及一种室内三维扫描设备及方法。
技术介绍
在目前的室内三维扫描中，多采用在室内固定点放置双摄像装置，利用双摄像装置的三角交汇得到形体的三维坐标信息。与传统测量方法相比，它具有无接触、检测速度快、数据量大等优点，但是同时，由于室内三维扫描需要布置的点过多，对每个检测点需要手动移动测量设备进行检测，一般情况下一个一百平米的房屋的扫描时间需要一到两个小时，扫描时间较长。同时，由于室内三维扫描布置的点有限，在墙角等边缘位置常常会出现测量误差，精度较差。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种室内三维扫描设备及方法，结构简单、使用方便，可自动实现对室内全方位的扫描，在保证高精度的同时，结构灵活，具有通用性。本专利技术采用的技术方案是：提供一种室内三维扫描设备，无人机、安装在所述无人机下方的转动圆盘、安装在所述转动圆盘上的激光测距装置和三维扫描装置，以及分别与所述无人机、激光测距装置、三维扫描装置、转动圆盘电连接的处理装置，所述转动圆盘用于在所述处理装置的控制下带动所述激光测距装置和三维扫描装置旋转，所述激光测距装置用于在所述转动圆盘的带动下360度旋转且同时测量其与周围障碍物之间的距离，并将测得的距离数据发送至所述处理装置，所述处理装置用于根据所述激光测距装置测得的数据绘制室内平面轮廓图，并根据预先设定规则在所述室内平面轮廓图中选择若干个扫描点，将若干个所述扫描点的位置信息发送至所述无人机，所述无人机用于根据所述位置信息带动所述三维扫描装置依次飞行至各个所述扫描点，所述三维扫描装置为基于结构光的三维扫描装置，用于在所述无人机到达各个所述扫描点时，在所述转动圆盘的带动下旋转，对各个扫描点周围进行360度空间扫描，绘制出各个扫描点的深度图和三维图，并发送至所述处理装置，所述处理装置还用于将各个扫描点的三维图进行拼接形成完整的室内三维图。在本专利技术所述的室内三维扫描设备中，所述三维扫描装置包括结构光扫描模组、摄像机、投影设备、采集单元、确定单元、投影单元、获取单元和通信单元；所述采集单元用于利用所述结构光扫描模组采集被测物体的深度图，并将深度图转换为三维数据点集，其中，所述三维数据点集中包括多个三维点；所述确定单元用于确定所述多个三维点中的目标三维点所对应的目标光平面方程；所述投影单元用于将所述目标三维点投影到调制后的多线条纹图像上，确定所述调制后的多线条纹图像中的与所述目标光平面方程相对应的目标条纹，其中，所述调制后的多线条纹图像为利用所述投影设备将多线条纹图像投射到被测物体上后所述摄像机采集到的图像；所述获取单元用于根据所述目标光平面方程以及所述目标条纹的中心坐标获取所述目标条纹在所述摄像机坐标系中的三维点信息，所述通信单元用于将所述三维点信息发送至所述处理装置。在本专利技术所述的室内三维扫描设备中，所述三维扫描装置包括红外投射器、红外相机、深度计算芯片、彩色相机和三维处理器，所述红外投射器用于向目标物体投射红外激光散斑平面图案，所述红外相机用于拍摄附带有红外激光图案的目标物体，并且生成红外图像，所述彩色相机用于拍摄带有二维数据信息的目标物体，所述深度计算芯片与红外相机电连接，红外相机拍摄目标物体生成的红外图像传输至深度计算芯片，由深度计算芯片经过计算处理得出红外图像的深度数据并将红外图像的深度数据输出，所述三维处理器与红外投射器、红外相机、深度计算芯片和彩色相机进行电连接，所述深度计算芯片输出的红外图像深度数据传输至三维处理器，所述三维处理器同时接收所述彩色相机拍摄目标物体得到的二维数据信息，结合二维数据信息和深度数据信息得出目标物体的三维数据信息，并将所述三维数据信息发送至所述处理装置。在本专利技术所述的室内三维扫描设备中，所述转动圆盘通过连接柱与所述无人机下端相连，所述转动圆盘包括转动电机和安装盘，所述转动电机的壳体固定安装在所述连接柱上，所述转动轴与所述安装盘固定相连，所述激光测距装置、三维扫描装置均固定安装在所述安装盘上。在本专利技术所述的室内三维扫描设备中，所述连接柱为空心结构，所述室内三维扫描设备还包括安装在所述连接柱内、用于为所述转动圆盘、激光测距装置和三维扫描装置提供电源的电源装置。本专利技术还提供一种室内三维扫描方法，使用上述任一所述的室内三维扫描设备，包括以下步骤：S1通过激光测距装置360度旋转测量室内三维扫描设备与周围障碍物之间的距离，将测得的距离数据发送至处理装置；S2所述处理装置根据所述激光测距装置测得的数据绘制室内平面轮廓图，根据预先设定规则在所述室内平面轮廓图中选择若干个扫描点，并将若干个所述扫描点的位置信息发送至无人机；S3所述无人机根据所述位置信息带动三维扫描装置依次飞行至各个所述扫描点；S4所述三维扫描装置在所述无人机到达各个所述扫描点时，对各个扫描点的周围环境进行360度空间扫描，绘制出各个扫描点的深度图和三维图，并发送至所述处理装置，所述处理装置对各个扫描点的三维图进行拼接形成室内三维图。在本专利技术所述的室内三维扫描方法中，所述三维扫描装置包括结构光扫描模组、摄像机、投影设备、采集单元、确定单元、投影单元、获取单元和通信单元；所述采集单元用于利用所述结构光扫描模组采集被测物体的深度图，并将深度图转换为三维数据点集，其中，所述三维数据点集中包括多个三维点；所述确定单元用于确定所述多个三维点中的目标三维点所对应的目标光平面方程；所述投影单元用于将所述目标三维点投影到调制后的多线条纹图像上，确定所述调制后的多线条纹图像中的与所述目标光平面方程相对应的目标条纹，其中，所述调制后的多线条纹图像为利用所述投影设备将多线条纹图像投射到被测物体上后所述摄像机采集到的图像；所述获取单元用于根据所述目标光平面方程以及所述目标条纹的中心坐标获取所述目标条纹在所述摄像机坐标系中的三维点信息，所述通信单元用于将所述三维点信息发送至所述处理装置。在本专利技术所述的室内三维扫描方法中，所述三维扫描装置包括红外投射器、红外相机、深度计算芯片、彩色相机和三维处理器，所述红外投射器用于向目标物体投射红外激光散斑平面图案，所述红外相机用于拍摄附带有红外激光图案的目标物体，并且生成红外图像，所述彩色相机用于拍摄带有二维数据信息的目标物体，所述深度计算芯片与红外相机电连接，红外相机拍摄目标物体生成的红外图像传输至深度计算芯片，由深度计算芯片经过计算处理得出红外图像的深度数据并将红外图像的深度数据输出，所述三维处理器与红外投射器、红外相机、深度计算芯片和彩色相机进行电连接，所述深度计算芯片输出的红外图像深度数据传输至三维处理器，所述三维处理器同时接收所述彩色相机拍摄目标物体得到的二维数据信息，结合二维数据信息和深度数据信息得出目标物体的三维数据信息，并将所述三维数据信息发送至所述处理装置。在本专利技术所述的室内三维扫描方法中，所述转动圆盘通过连接柱与所述无人机下端相连，所述转动圆盘包括转动电机和安装盘，所述转动电机的壳体固定安装在所述连接柱上，所述转动轴与所述安装盘固定相连，所述激光测距装置、三维扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内三维扫描设备，其特征在于，包括无人机、安装在所述无人机下方的转动圆盘、安装在所述转动圆盘上的激光测距装置和三维扫描装置，以及分别与所述无人机、激光测距装置、三维扫描装置、转动圆盘电连接的处理装置，所述转动圆盘用于在所述处理装置的控制下带动所述激光测距装置和三维扫描装置旋转，所述激光测距装置用于在所述转动圆盘的带动下360度旋转且同时测量其与周围障碍物之间的距离，并将测得的距离数据发送至所述处理装置，所述处理装置用于根据所述激光测距装置测得的数据绘制室内平面轮廓图，并根据预先设定规则在所述室内平面轮廓图中选择若干个扫描点，将若干个所述扫描点的位置信息发送至所述无人机，所述无人机用于根据所述位置信息带动所述三维扫描装置依次飞行至各个所述扫描点，所述三维扫描装置为基于结构光的三维扫描装置，用于在所述无人机到达各个所述扫描点时，在所述转动圆盘的带动下旋转，对各个扫描点周围进行360度空间扫描，绘制出各个扫描点的深度图和三维图，并发送至所述处理装置，所述处理装置还用于将各个扫描点的三维图进行拼接形成完整的室内三维图。/n

【技术特征摘要】
1.一种室内三维扫描设备，其特征在于，包括无人机、安装在所述无人机下方的转动圆盘、安装在所述转动圆盘上的激光测距装置和三维扫描装置，以及分别与所述无人机、激光测距装置、三维扫描装置、转动圆盘电连接的处理装置，所述转动圆盘用于在所述处理装置的控制下带动所述激光测距装置和三维扫描装置旋转，所述激光测距装置用于在所述转动圆盘的带动下360度旋转且同时测量其与周围障碍物之间的距离，并将测得的距离数据发送至所述处理装置，所述处理装置用于根据所述激光测距装置测得的数据绘制室内平面轮廓图，并根据预先设定规则在所述室内平面轮廓图中选择若干个扫描点，将若干个所述扫描点的位置信息发送至所述无人机，所述无人机用于根据所述位置信息带动所述三维扫描装置依次飞行至各个所述扫描点，所述三维扫描装置为基于结构光的三维扫描装置，用于在所述无人机到达各个所述扫描点时，在所述转动圆盘的带动下旋转，对各个扫描点周围进行360度空间扫描，绘制出各个扫描点的深度图和三维图，并发送至所述处理装置，所述处理装置还用于将各个扫描点的三维图进行拼接形成完整的室内三维图。


2.根据权利要求1所述的室内三维扫描设备，其特征在于，所述三维扫描装置包括结构光扫描模组、摄像机、投影设备、采集单元、确定单元、投影单元、获取单元和通信单元；所述采集单元用于利用所述结构光扫描模组采集被测物体的深度图，并将深度图转换为三维数据点集，其中，所述三维数据点集中包括多个三维点；所述确定单元用于确定所述多个三维点中的目标三维点所对应的目标光平面方程；所述投影单元用于将所述目标三维点投影到调制后的多线条纹图像上，确定所述调制后的多线条纹图像中的与所述目标光平面方程相对应的目标条纹，其中，所述调制后的多线条纹图像为利用所述投影设备将多线条纹图像投射到被测物体上后所述摄像机采集到的图像；所述获取单元用于根据所述目标光平面方程以及所述目标条纹的中心坐标获取所述目标条纹在所述摄像机坐标系中的三维点信息；所述通信单元用于将所述三维点信息发送至所述处理装置。


3.根据权利要求1所述的室内三维扫描设备，其特征在于，所述三维扫描装置包括红外投射器、红外相机、深度计算芯片、彩色相机和三维处理器，所述红外投射器用于向目标物体投射红外激光散斑平面图案，所述红外相机用于拍摄附带有红外激光图案的目标物体，并且生成红外图像，所述彩色相机用于拍摄带有二维数据信息的目标物体，所述深度计算芯片与红外相机电连接，红外相机拍摄目标物体生成的红外图像传输至深度计算芯片，由深度计算芯片经过计算处理得出红外图像的深度数据并将红外图像的深度数据输出，所述三维处理器与红外投射器、红外相机、深度计算芯片和彩色相机进行电连接，所述深度计算芯片输出的红外图像深度数据传输至三维处理器，所述三维处理器同时接收所述彩色相机拍摄目标物体得到的二维数据信息，结合二维数据信息和深度数据信息得出目标物体的三维数据信息，并将所述三维数据信息发送至所述处理装置。


4.根据权利要求1所述的室内三维扫描设备，其特征在于，所述转动圆盘通过连接柱与所述无人机下端相连，所述转动圆盘包括转动电机和安装盘，所述转动电机的壳体固定安装在所述连接柱上、转动轴与所述安装盘固定相连，所述激光测距装置、三维扫描装置均固定安装在所述安装盘上。


5.根据权利要求4所述的室内三维扫描设备，其特征在于，所述连接柱为空心结构，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炜，孙其民，
申请(专利权)人：深圳市掌网科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44