[发明专利]用于对环境进行光学扫描和测量的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的通用术语的特征的设备。

背景技术

借助于诸如根据例如DE 20 2006 005 643 U1已知且被设计作为激光扫描器的设备，可以对该激光扫描器的环境进行光学扫描和测量。如果要通过借助不同目标结合(join)在一起的若干次扫描来采集场景，则可以借助于全球定位系统(GPS)近似地确定相应扫描的中心，以使得可以明确地定位和识别扫描中的目标。该方法在封闭的大厅中失效，这是个问题。

发明内容

本发明是基于对上述类型的设备进行改进的目的的。该目的是根据本发明、借助于包括权利要求1的特征的设备来实现的。从属权利要求涉及有利的配置。

激光扫描器的位置在多次扫描之间改变。代替激光扫描器从旧的中心到新的中心所循的路径，可以考虑激光扫描器(例如基座)的参考点的路径，该参考点相对于扫描过程是静止的。根据本发明的设备使得可以至少近似地跟踪该路径，即旧的中心和新的中心之间的差异向量。然后，为了该目的而进行的扫描可以更加容易地被结合在一起(被配准)，这是因为可以更加容易地对扫描中所包含的、在已知所循的路径时可以很好地评估其位置的目标进行定位和识别。对近似位置的了解是足够的，这是因为借助于图像处理，可以对偏差进行校正——达到特定值。借助于光学测量设备来跟踪路径，其中，如根据导航所已知的，其他测量方法和设备(例如惯性传感器)可以与该光学设备组合。在下文中应该理解，概念“参考面”将不限于确定的三维对象的确切地限定的表面，还可以是具有例如达到地平线的区域的场景。扫描器鼠标可以与参考面相接触。

可以借助于托架容易地移动激光扫描器。还可以自由地移动激光扫描器，即手动地将激光扫描器从旧的中心转移到新的中心。激光扫描器和/或扫描器鼠标的移动可以相对于参考面在任何方向上发生，即呈现平行分量和垂直分量。扫描器鼠标优选地与激光扫描器固定连接，例如，扫描器鼠标可以安装在激光扫描器上、安装在托架上或者安装在支架上。

优选地，用光学计算机鼠标技术设计扫描器鼠标，即，用于记录激光扫描器作为整体的运动，扫描器鼠标确定光流。优选地，扫描器鼠标包括光源、传感器和计算单元，其中：例如发光二极管(LED)或激光器的光源将光发射到参考面上；传感器具有空间分辨率，特别地是以固定的间隔采集来自受辐照的参考面的数据——特别地是采集参考表面的图片——的相机；计算单元将采集到的图像相互比较并且借助于差异来计算扫描器鼠标相对于参考面的移动。为了该目的，优选地，计算单元确定光流，即像素的速度向量场。计算机鼠标技术提供了短距离聚焦。扫描器鼠标需要更长的焦距。因此，扫描器鼠标设置有优选地替换计算机鼠标透镜的至少一个(或若干个)(光学)元件。扫描器鼠标及其(光学)元件可以安装在激光扫描器上。在最简单的情况下，如果参考面被很好地照射，则扫描器鼠标可以包括传感器而无需光源。对扫描器鼠标的数据的评估也可以在现有的评估单元中进行。

必须将激光扫描器的数据和激光扫描器的扫描器鼠标的数据结合在一起用于评估、特别地用于链接(link)。为了该目的，在扫描期间——特别是连续地或者在每次扫描之后或者在所有扫描之后——扫描器鼠标可以例如借助于具有限定的接口的线缆或者借助于无线电连接到控制和评估单元。然而，也可以仅在记录全部场景之后——即进行所有扫描之后——例如在可以是分离的计算机的外部评估单元中，将数据结合在一起用于评估——特别地用于链接。初始同步利于链接。扫描器鼠标的数据还可以存贮在可以代替扫描器鼠标连接到评估单元的数据存储器中。

激光扫描器可以包括若干个扫描器鼠标，这些扫描器鼠标可以朝着不同的方向。然后，这些扫描器鼠标的数据——特别是光流——被结合在一起且被评估，如果需要则与另外的测量设备的数据结合在一起且被评估。可替换地，扫描器鼠标设置有全向相机(例如鱼眼)。

附图说明

下面，以在附图中示出的示例性实施例为基础，更详细地阐明本发明，在附图中：

图1示出了借助于不同地定位的激光扫描器、用若干次扫描对场景进行记录的示意图，

图2示出了安装在托架上的、具有扫描器鼠标的激光扫描器的示意图，

图3示出了扫描器鼠标的非常示意性的图示，

图4示出了激光扫描器的局部剖视图，以及

图5示出了托架的局部示意图。

具体实施方式