[实用新型]三维激光扫描装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光扫描领域，具体而言，涉及一种三维激光扫描装置。

背景技术

三维激光扫描仪是一种利用激光进行非接触测量，在短时间内提取物体空间三维(3D)数据的设备。三维激光扫描仪收集的三维数据以点的形式组成，通过软件解算点云数据可以得到完整的3D模型数据。利用三维激光扫描仪获取外部空间3D数据信息，并以此作为底层数据进行进一步开发的领域越来越广。现有的三维激光扫描仪主要有：(1)激光发射模块采用单点激光发射，激光接收模块采用单点接收，系统通过二维扫描振镜或者扫描棱镜实现二维扫描，从而得到一定空间范围内的三维点云数据。比如中国专利CN201280010933.8；(2)激光发射模块采用多元激光发射，激光接收模块采用一一对应的多元接收模块，并且系统在水平方向进行旋转来获取空间点云数据，如中国专利CN 201410347673.4。以上提到激光扫描雷达的均可得到点云数据，但实际应用中方法(1)需要配合光学机构扫描，光机结构形式复杂，需要对旋转的光学结构件进行编码，因而光学结构调试困难。同时，通过一个点对空间进行扫描成像一次只能测一个目标，效率相对较低。方法(2)中的激光发射单元与激光接收单元为一一对应关系，需要将激光发射单元与激光接收单元设计成可插拔的小型电路板，然后以一定的空间关系插在主板上，因此，对于激光发射单元与激光接收单元需要进行单独定制。另外，此方法在后期装配调试时，需要发射单元与接收单元进行同光轴调试使得每个发射单元与接收单元一一对应，因此线数越多其装配与调试越困难。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种三维激光扫描装置，通过发出线列激光进行多线扫描，提高了三维激光扫描装置的扫描效率，且结构简单，易于安装，价格低廉。

为了达到上述的目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下所述：

一种三维激光扫描装置，包括旋转模块、固定模块和激光发生单元，所述旋转模块可转动地设置在所述固定模块上，所述旋转模块包括激光发射组件、激光接收组件和数据处理组件，所述激光发生单元被配置为发出激光，所述激光发射组件被配置为将所述激光发生单元发出的激光整形为具有视场角的线列激光并向目标物体所在的空间发射所述线列激光，所述激光接收组件被配置为接收经由目标物体反射的线列激光并进行光电转换以得到电信号，所述数据处理组件被配置为处理所述电信号以得到目标物体的空间三维数据。

进一步地，所述激光发射组件包括激光准直装置和线列激光发生装置，所述激光准直装置被配置为将所述激光发生单元发出的激光调整为准直的激光，所述线列激光发生装置被配置为将所述调整后的准直的激光整形为具有视场角的线列激光。

进一步地，所述线列激光发生装置为非球面棱镜。

进一步地，所述激光发射组件还包括光路引导单元，所述光路引导单元被配置为将所述激光准直装置调整后的激光进行引导，使所述调整后的激光准直地进入所述线列激光发生装置。

进一步地，所述光路引导单元包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜设置于所述固定模块，所述第二反射镜设置于所述旋转模块，所述第一反射镜被配置为将所述激光准直装置调整后的激光反射至所述第二反射镜，所述第二反射镜被配置为将所述第一反射镜反射的激光准直地反射至所述线列激光发生装置。

进一步地，所述激光接收组件包括聚光单元和阵列探测单元，所述聚光单元被配置为将目标物体反射的线列激光进行汇聚，所述阵列探测单元被配置为接收所述被汇聚的线列激光。

进一步地，所述旋转模块还包括转台和角度位置编码器，所述角度位置编码器、激光发射组件和激光接收组件均安装于所述转台，所述固定模块包括角度位置解码器和电机，所述电机与所述转台连接，所述角度位置编码器被配置为测量所述转台的旋转角度数据，所述角度位置解码器被配置为解读所述旋转角度数据以得到所述转台的旋转角度。

进一步地，所述数据处理组件包括激光驱动电路、种子光探测电路、回光探测电路、电机控制电路和数据处理电路，所述数据处理电路与所述激光驱动电路、种子光探测电路、回光探测电路、电机控制电路均连接，

所述数据处理电路被配置为控制所述激光驱动电路驱动所述激光发生单元发出激光及接收所述激光发生单元反馈的信息，以及

被配置为控制所述种子光探测电路探测所述激光发生单元发出的种子光及接收所述种子光探测电路反馈的种子光脉冲信号，以及