固连摄影测量相机的大视场三维扫描装置及方法制造方法及图纸

技术编号:33295622 阅读:31 留言:0更新日期:2022-05-01 00:24
本发明专利技术提出一种固连摄影测量相机的大视场三维扫描方法及装置,所述方法包括激光三维扫描仪、高精度摄影测量相机等装置。其中激光三维扫描仪部分由至少一个相机和激光投射器组成,且所有相机周围有配有补光灯。通过在激光三维扫描仪上固连高精度全局测量相机获取大视场被测件的完整三维形貌。首先,构建全局测量控制点,通过摄影测量相机完成控制点的三维重构,并建立全局世界坐标系;其次,利用激光三维扫描仪获取被测件周围局部区域的三维点云。同时,固连的摄影测量相机同步拍摄图像,并通过观测全局测量的控制点,获取摄影测量相机与世界坐标系的转换关系;最后,将局部三维点云数据统一到全局坐标系下,完成被测件的三维扫描。本发明专利技术无需在被测件上粘贴标志点即可完成被测件的完整扫描,满足大尺寸、高精度的工业现场检测需求。业现场检测需求。

【技术实现步骤摘要】
固连摄影测量相机的大视场三维扫描装置及方法


[0001]本专利技术涉及大视场三维测量
,特别涉及一种固连摄影测量相机的大视场三维扫描方法及装置。

技术介绍

[0002]三维扫描通过光学、电子、计算机等技术对物体外形轮廓进行扫描获取被测物体的三维形貌信息,被广泛应用于逆向工程、三维轮廓检测、三维可视化、快速原型等领域。在大型装备的制造、装配和检修中高精度的三维扫描起着重要作用。在大尺寸物体测量时,激光三维扫描仪随着拼接次数的增加累计误差增加,需要搭配其他装置进行全局拼接。此时大尺寸物体的检测精度取决于三维扫描的拼接精度。
[0003]目前主要的拼接方式有:基于标志点的拼接和基于跟踪式拼接。李荣华等人在专利号为201910272469.3的专利技术专利“一种基于AGV的大尺寸目标高精度三维重建系统及方法”中提供了一种基于AGV的大尺寸目标高精度三维重建系统及方法,将活动靶标安装在线结构光传感器侧面,通过激光跟踪仪实时追踪活动靶标,获得线结构光传感器的位姿,得到物体表面的三维数据。上述方案利用激光跟踪仪固定对结构光传感器侧面的活动靶标进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固连摄影测量相机的大视场三维扫描装置,其特征在于:激光三维扫描仪,包括至少一个相机和一个激光投射器,实现区域点云高精度测量;摄影测量相机,用于采集全局控制点,完成全局相机的实时位姿解算;所述激光三维扫描仪和至少一个摄影测量相机固连,通过控制模块同时控制两个设备进行图像采集。2.根据权利要求1所述的固连摄影测量相机的大视场三维扫描装置,其特征在于:所述激光三维扫描仪与摄影测量相机通过固定外架固连,但在使用过程中需保证在无视野盲区,避免被测件过大导致全局控制点遮挡从而影响位姿解算。3.根据权利要求1所述的固连摄影测量相机的大视场三维扫描装置,其特征在于:所述激光三维扫描仪与摄影测量相机通过控制电路按一定次序触发,保证激光三维扫描仪与摄影测量相机进行同步拍摄。4.一种固连摄影测量相机的大视场三维扫描方法,包括权利要求1

3任一所述的固连摄影测量相机的大视场三维扫描装置,其特征在于:包括以下步骤:步骤11、在测量之前,对固连摄影测量相机的大视场激光三维扫描仪整机系统进行初始化,其中包含摄影测量相机的标定、激光三维扫描仪的标定及两者的转换关系;步骤12、在控制场中布置全局测量控制点,建立全局世界坐标系,通过摄影测量相机获得控制场中所有控制点的高精度坐标,构建出整个控制场地图;步骤13、激光三维扫描仪采集被测件表面具有激光光条的图像,并提取激光光条中心,利用结构光视觉模型解算出高精度局部三维扫描数据;步骤14、在激光三维扫描仪扫描被测件的同时,固连的摄影测量相机识别控制场中的控制点,对控制点进行匹配解算求解摄影测量相机与全局世界坐标系的转换关系,完成摄影测量相机位姿的实时解算;步骤15、将摄影测量相机与激光三维扫描仪的转换关系结合摄影测量相机的位姿解算结果,将激光三维扫描仪解算出的局部高精度三维扫描数据拼接到全局世界坐标系下,并通过移动固连摄影测量相机的大视场三维扫描装置完成整个被测件的扫描及拼接,获得完整的被测件的三维点云数据。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述步骤11进一步包括如下内容:在扫描仪系统开始扫描之前对激光三维扫描仪、高精度全局测量相机进行标定,其中激光三维扫描仪的标定包含相机的标定和结构光的标定,并由以上标定得到激光三维扫描仪和摄影测量相机坐标系之间的转换矩阵,包含旋转矩阵和平移向量;设激光三维扫描仪坐标系为,摄影测量相机坐标系为,其中激...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙军华母丹羽王雨桐王心韵谢艳霞
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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