[发明专利]扫描场景的方法和相应的扫描装置

说明书

技术领域

本发明涉及对场景的多维扫描。

背景技术

在工业生产环境中，大多数设施和机器是根据计划建造的。然而，这 些设施和机器往往需要随着时间的过去而升级，和/或易受可能或可能没有 适当地用文件证明的附加物的影响。

对于某些应用，例如海上平台，当添加附加的元件时，确保它适合在 现有的设施是必要的。其它应用包括在没有计划可容易利用时，扫描现有 的永久性结构用于升级和/或控制。

因而，已提出了方法和装置来试验并取得这些结构的“实际建造 (as-built)”计划。最近，涉及激光数字化装置的解决方案已被提出。

实际上，这些解决方案暗指将扫描的激光光束投射到被捕获的设施上。 在每个激光方向，从到反射点的激光往复路径中的时间或相位差推导出距 离。在适当地扫描场景之后，这产生相应于该设施的三维点集，也被称为“点 云(cloud of points)”。

对场景的扫描通常是作为一种方法被执行，其包括：

拍摄场景的照片，选择待扫描的场景部分和相应的扫描信息；

根据选择的扫描信息来扫描该场景部分。

当执行这样的方法时，期望的扫描分辨率确定扫描时间和由此产生的 数据的大小，以及相应地，在硬件和软件性能方面的要求。

申请公司已观察到，这可能不是在所有情况下都令人完全满意的，如 将在下文中更详细地解释的。

发明内容

本发明的目的在于改善情况。

本发明提出了一种扫描场景的方法，所述方法包括：

a.按照光束方向将光束发射到场景，并从所述光束的返回获得距离信 息，

b.以多个其它光束方向选择性地重复步骤a，其中步骤b包括：

b1.在步骤a的一次或多次重复之后，利用在一个或更多前面的光束 方向获得的距离信息来确定下一光束方向。

这样的扫描场景的方法使得有可能调节扫描分辨率，以便更好地使场 景成像。这种方法使得能够在空间展开方面获得实质上恒定的扫描点密度。 这意味着可以在减少的时间内得到要求给定的分辨率而不管到被扫描点的 距离的差异的场景。后处理的时间也因此减少了，因为与使用恒定分辨率 的传统方法相比，从扫描中产生的云包含较少的点。

这样的扫描场景的方法使得有可能识别场景的一些令人感兴趣的区 域，如边缘。接着，局域地并且在被认为适当的时候，可以调节扫描分辨 率，以便使场景的令人感兴趣的细节成像。因而对于相似的扫描质量，与 传统方法相比，获取时间被最小化了。后处理的时间也因此减少了，因为 从扫描中产生的云包含较少的点。

还提出了一种扫描装置，其包括：

可控光束扫描装置，其能够将光束扫描到场景上，并且接收从场景返 回的相应的光，

控制器，其能够在选定的光束方向操作所述扫描装置，并在所述光束 方向从所述扫描装置获得距离信息，其中，控制器进一步能够使用在前面 的光束方向获得的距离信息来动态地确定更远的光束方向。

本发明还包括适合于执行上述方法的步骤的软件代码。它进一步包括 适合于实现上述装置的控制器的软件代码。

附图说明

本发明的其他可选的特点和优点将出现在下面的详细说明以及附图 中，其中：

图1显示示例性扫描装置的结构图；

图2显示扫描场景的已知方法的示例性流程图；

图3显示扫描场景的方法的示例性流程图；

图4显示图3的方法的一部分的示例性详细流程图；

图5a和图5b显示图3的方法的另一部分的示例性详细流程图；

图6显示图5a和图5b的方法的一部分的示例性详细流程图；

图7显示图3的方法的一部分的示例性流程图；

图8a显示在图7的方法中使用的一组扫描路径和激光方向的示例性侧 视图；以及

图8b显示在图7的方法中使用的一组扫描路径和激光方向的示例性 俯视图。

这些图形成本发明的描述的不可缺的部分，并且可以独立地支持本发 明的特点。

具体实施方式

现在，对软件实体进行参考在记法方面强加了某些约定。例如，在详 细描述中，引号“和/或斜体可在被认为对清楚必要时使用，例如以区分自 然语言和软件实体。一般地：