[发明专利]彩色大空间扫描仪及其扫描方法

权利要求书

1. 一种彩色大空间扫描仪，其特征在于：包括带有扫描头、控制器的测量系统、色彩采集系统和计算机，所述的扫描头为三自由度的扫描头，所述扫描头的控制端和输出端均与所述的控制器的输入输出端连接，所述控制器通过总线与计算机连接，所述色彩采集系统的输出端通过总线与所述计算机连接。

2.根据权利要求1所述的彩色大空间扫描仪，其特征在于：所述扫描头和所述色彩采集系统均由固定三脚架固定，所述的色彩采集系统包括一级云台、匹配有至少一个专业级镜头的专业级色彩采集装置、水平调整板、垂直调整板和二级云台，所述二级云台由固定三脚架固定，所述二级云台与固定有垂直调整板的一端固定，所述垂直调整板的另一端与所述水平调整板的一端连接，所述水平调整板的另一端与一级云台连接，所述一级云台上固定连接有专业级色彩采集装置。

3.根据权利要求1或2所述的彩色大空间扫描仪，其特征在于：所述测量系统的镜头和色彩采集系统的镜头在工作时，位于同一水平点和同一垂直点。

4.根据权利要求1或2所述的彩色大空间扫描仪，其特征在于：所述的扫描头包括激光发射器、水平反射镜、垂直反射镜和接收器，所述的控制器包括距离测量模块、扫描控制模块、时间相位模数转换器和反射强度模数转换器，所述激光发射器、水平反射镜和垂直反射镜均与扫描控制模块连接，所述接收器分别与所述的距离测量模块连接，距离测量模块的输出端分别与时间相位模数转换器和反射强度模数转换器连接，所述扫描控制模块、时间相位模数转换器和反射强度模数转换器均通过总线与计算机连接。

5.一种彩色大空间扫描方法，适用于彩色大空间扫描仪，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：色彩信息的采集，获取对应于测量系统所需要的空间影像资料；

步骤二：色彩信息采集无视差转换，满足测量系统的采集位置与色彩采集系统的位置同位；

步骤三：色彩信息的应用，通过色彩采集系统所拍摄的影像通过与测量系统间的有效结合实现三维数据到四维数据间的转换。

6.根据权利要求5所述的彩色大空间扫描方法，其特征在于：所述的步骤一进行色彩信息的采集时，先根据测量系统任务的判断来选取对应的镜头或相机来获取对应于测量系统所需要的空间影像资料。

7.根据权利要求5所述的彩色大空间扫描方法，其特征在于：所述的步骤二包括以下分步骤：

分步骤一：采用测量系统同时对设定的第一对象和第二对象进行三维数据的获取，且第一对象和第二对象需要被放置在静止且平稳的固定面上，通过测量系统扫描能精确地获取仪器高，通过第一对象和第二对象三维数值的获取可得到测量系统和色彩采集系统的具体高度差值，通过在固定三脚架的中杆上标记对应的数值可在每次三维扫描系统完成单色数据采集并卸下该硬件后安装色彩采集系统并通过调整中杆的高度直至刻度来实现；

分步骤二：采用同轴的标定方法，将测量系统和色彩采集系统保持同轴度，首先在平整工作台面上以2米为间距设立2个同轴等高的尖细物体，将色彩采集系统与固定三脚架连接后安置在远离首个尖细物体的1米处同时调整三脚架的高度以尽可能满足镜头中心点与尖细物体最顶部等高，设置完毕后开始以左右各45度拍摄一幅影像的方式来进行比对，直至调整到在两幅影像中仅出现1个尖细物体。

8.根据权利要求5所述的彩色大空间扫描方法，其特征在于：所述的步骤三包括以下分步骤：

分步骤三：读取测量系统所获得的单色数据；

分步骤四：读取色彩采集系统所获得的影像文件；

分步骤五：测量系统文件与色彩系统采集的影像进行定点匹配，至少选择7个以上同名点并获得匹配后的精度报告；

分步骤六：最终获得匹配成功后的高精度高分辨率四维数据。