[发明专利]三维表面测量的装置和方法

权利要求书

1.一种用于海底结构的三维测量的测量系统，包括：

封装用于海底操作的激光投影仪和第一摄像机；

其中，所述激光投影仪被配置成将激光投影发射到所述海底结构的表面上以用于激光三角测量；

其中，所述第一摄像机被配置成提供所述表面的图像，并且以相对于所述激光投影仪的斜角设置；以及

处理器，所述处理器被配置成：

将摄影测量处理应用于拍摄海底的图像；

基于所述拍摄海底的图像的所述摄影测量处理的结果，计算用于激光三角测量的校准，其中，所述校准包括对下述的确定：

由所述激光投影仪相对于所述第一摄像机投影的激光平面的方位；以及

所述第一摄像机的光学-机械参数，所述参数包括主距、基准中心、径向畸变、偏心畸变和像素的正交性；以及

经激光三角测量，基于所述校准，计算由所述激光投影照射的所述表面的点的坐标。

2.如权利要求1所述的系统，其中，相对于所述激光投影仪，安装所述第一摄像机，使得所述第一摄像机的光轴以约30度角与所述激光投影相交。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一摄像机被配置成拍摄视频，并且所述处理器被配置成从所述视频提取画面作为所述图像。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置成，作为摄影测量处理的一部分：

识别所述图像上的所述表面的点；

在三维中计算所述点的坐标；以及

确定所述第一摄像机相对于所述坐标的位置和方位。

5.如权利要求1所述的系统，进一步包括第二摄像机，所述第二摄像机被配置成拍摄所述表面的图像，并且设置成使得所述第二摄像机的光轴近似平行于所述激光投影仪的发射。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述处理器被配置成作为摄影测量处理的一部分，确定所述第一摄像机相对于所述第二摄像机的位置的位置。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述激光投影在所述表面上形成线。

8.一种用于海底结构的三维测量的方法，包括：

对海底设置包括第一摄像机和激光源的装置；

当第一摄像机沿表面移动时，经所述第一摄像机，拍摄所述海底结构的表面的图像；

用所述激光源产生的激光投影，照射所述表面，其中，所述激光源与所述第一摄像机一起沿所述表面移动；

将摄影测量处理应用于拍摄海底的图像；

基于所述拍摄海底的图像的所述摄影测量处理的结果，计算激光三角测量的校准，其中，所述校准包括对下述的确定：

由所述激光投影仪相对于所述第一摄像机投影的激光平面的方位；以及

所述第一摄像机的光学-机械参数，所述参数包括主距、基准中心、径向畸变、偏心畸变和像素的正交性；以及

经所述激光三角测量，基于所述校准，计算由所述激光投影照射的所述表面的点的坐标。

9.如权利要求8所述的方法，其中，相对于所述激光源安装所述第一摄像机，使得所述第一摄像机的光轴以约30度角与所述激光投影相交。

10.如权利要求8所述的方法，进一步包括由所述第一摄像机拍摄视频并且从所述视频提取图像。

11.如权利要求8所述的方法，其中，所述应用摄影测量处理包括：

识别所述图像上的所述表面的点；

在三维中计算所述点的坐标；以及

确定所述第一摄像机相对于所述坐标的位置和方位。

12.如权利要求8所述的方法，进一步包括：

当所述第一摄像机沿所述表面移动时，经第二摄像机，拍摄所述表面的图像；

其中，所述第二摄像机被设置成使所述第二摄像机的光轴近似平行于所述激光投影仪的发射。