[发明专利]一种半固态三维彩色成像装置

权利要求书

1.一种半固态三维彩色成像装置，其特征在于，包括激光发射模块(1)、振镜模块(2)、激光接收模块(3)、彩色摄像头模块(4)、电子电路模块(5)、支撑保护与滤镜模块(6)；所述激光发射模块(1)发射出准直脉冲激光作用于振镜模块(2)，经过振镜模块(2)的反射后，激光将与X轴和Y轴具有夹角，之后准直激光将穿过发射保护镜(61)，从而发射出装置，激光作用到物体后，经过漫反射，部分激光将经过接收保护镜(62)进入激光接收模块(3)，作用到面阵的激光接收传感器的像素级感应单元上，通过计算飞行时间,以及接收该激光的面阵的激光接收传感器单元位置信息，得到该方向上物体与装置的三维空间坐标位置关系，结合彩色摄像头模块(4)在该位置的彩色信息，则得到该位置的彩色及深度信息，通过振镜模块(2)的振镜的不断振动，改变激光与X轴和Y轴偏角，进行一个区域的扫描，最终得到区域内各个点的距离信息及彩色信息，形成三维彩色图像。

2.根据权利要求1所述的一种半固态三维彩色成像装置,其特征在于，装置判断激光反射点相对于装置的三维空间位置可采用两种方式：一种是电子电路模块(5)得到振镜模块(2)中振镜的偏角，以及通过飞行时间得到的距离，通过换算得到激光反射点的相对装置的空间位置；第二种方法是透过得到激光接收模块(3)中激光接收传感器上感应到激光的像素单元的位置，以及通过飞行时间得到的距离，通过换算得到激光反射点的相对装置的空间位置。

3.根据权利要求1所述的一种半固态三维彩色成像装置,其特征在于，激光发射模块(1)固定在支撑保护与滤镜模块(6)的支撑固定件组(65)上，通过电子电路模块(5)控制激光发射模块(1)发射激光脉冲；振镜模块(2)固定在支撑保护与滤镜模块(6)的支撑固定件组(65)上，通过电子电路模块(5)控制振镜模块(5)中振镜的振动；激光接收模块(3)固定在支撑保护与滤镜模块(6)的支撑固定件组(65)上，激光接收模块(3)产生光电信号后，将光电信号传送给电子电路模块(5)进行处理；彩色摄像头模块(4)固定在支撑保护与滤镜模块(6)的支撑固定件组(65)上或固定在电子电路模块(5)上，获取彩色图像，并将数据传送给电子电路模块(5)；电子电路模块(5)固定在支撑保护与滤镜模块(6)的支撑固定件组(65)上，用于控制激光发射模块(1)发射激光脉冲、控制振镜模块(2)的振镜振动、处理激光接收模块(3)产生光电信号、处理彩色摄像头模块(4)的彩色图像、以及对外通信的输入和输出，另外，电子电路模块(5)上可集成GPS定位功能模块、惯性导航IMU功能模块；支撑保护与滤镜模块(6)包括发射保护镜(61)、接收保护镜(62)、接收滤光镜(63)、彩色摄像头保护镜(64)、支撑固定件组(65)，发射保护镜(61)、接收保护镜(62)、接收滤光镜(63)、彩色摄像头保护镜(64)都固定在支撑固定件组(65)上。

4.根据权利要求1所述的振镜模块,其特征在于，所述的振镜模块(2)可为一个二维MEMS旋转振镜、两个一维MEMS旋转振镜组合、两个电机带动的旋转振镜、一个一维MEMS旋转振镜加一个电机带动的旋转振镜的组合，四种方案中的一种，实现激光在二维平面的扫描；振镜模块(2)具有反馈振镜角度反馈单元，监测振镜的振动状态和角度。

5.根据权利要求1所述的激光接收模块,其特征在于，所述的激光接收模块(3)的激光接收传感器是面阵的传感器；外界的点状激光经过激光接收模块的透镜组后，激光将作用在激光接收传感器的像素级感应单元上。

6.根据权利要求1所述的彩色摄像头模块,其特征在于，所述的彩色摄像头模块(4)可包含零个彩色摄像头、一个彩色摄像头、两个彩色摄像头，当包含零个彩色摄像头时，装置只用于进行三维信息的成像。

7.根据权利要求1所述的一种半固态三维彩色成像装置,其特征在于，结合激光三维信息和彩色图像信息能够提供一种有效的远距离三维彩色成像方式，对于近距离的三维彩色图像信息，可通过采用两个彩色摄像头的工作方式实现。

8.根据权利要求1所述的一种半固态三维彩色成像装置,其特征在于，能够结合振镜模块(2)中振镜的偏角信息，判断激光接收模块(3)中激光接收传感器上感应到激光是否本设备发射的激光，从而可直接过滤掉其他设备激光引起的建模偏差噪声。