[发明专利]一种手持3D扫描仪传感器组件及手持3D扫描仪

说明书

本发明涉及一种手持3D扫描仪传感器组件及手持3D扫描仪，组件包括结构件，结构件的左端从左至右依次固定安装有投影仪和纹理相机，结构件的右端从左至右依次固定安装有定位相机和点云相机，投影仪、纹理相机、定位相机和点云相机的镜头中心点在结构件的上端面的投影点位于同一条直线上，投影仪的投影方向垂直于结构件的上端面，投影仪的投影方向与纹理相机的拍摄方向之间具有第一夹角，投影仪的投影方向与定位相机的拍摄方向之间具有第二夹角，投影仪的投影方向与点云相机的拍摄方向之间具有第三夹角。本发明提供的技术方案可提高手持3D扫描仪的集成度，保证3D扫描仪的扫描精度。

技术领域

本发明涉及扫描仪技术领域，尤其涉及一种手持3D扫描仪传感器组件及手持3D扫描仪。

背景技术

随着3D扫描技术的不断发展，手持3D扫描仪已从激光扫描逐渐步入白光扫描，具有更快的扫描速度。但是，现有的手持3D扫描仪的构件集成度不高、装配复杂、调节麻烦，造成扫描结果稳定性不高，扫描精度受到影响。

发明内容

为了提高手持3D扫描仪的集成度，保证3D扫描仪的扫描精度，本发明提供一种手持3D扫描仪传感器组件。

本发明提供一种手持3D扫描仪传感器组件，包括结构件，所述结构件的左端从左至右依次固定安装有投影仪和纹理相机，所述结构件的右端从左至右依次固定安装有定位相机和点云相机，所述投影仪、所述纹理相机、所述定位相机和所述点云相机的镜头中心点在所述结构件的上端面的投影点位于同一条直线上，所述投影仪的投影方向垂直于所述结构件的上端面，所述投影仪的投影方向与所述纹理相机的拍摄方向之间具有第一夹角，所述投影仪的投影方向与所述定位相机的拍摄方向之间具有第二夹角，所述投影仪的投影方向与所述点云相机的拍摄方向之间具有第三夹角。

本发明提供的手持3D扫描仪传感器组件的有益效果是：在结构件的一端至另一端上按顺序，例如从左至右依次固定安装投影仪、纹理相机、定位相机和点云相机，结构件的手持部位于纹理相机和定位相机之间。由于投影仪和各功能相机均需要对准目标物体，故其镜头均位于结构件的一面，也就是上端面。首先测试调节投影仪和点云相机的投摄方向，在保证投影仪光芯和点云相机光芯在直线上重合时，确定投影仪和点云相机的投摄方向之间的固定夹角，然后反算出纹理相机和定位相机与投影仪的夹角，并按照计算出来的夹角将投影仪和各功能相机固定安装于结构件上，这将有效提高手持3D扫描仪的集成度。需要注意的是，由于投影仪和各功能相机的投摄方向均具有夹角，为了保证安装方便，结构件的上端面可以是随各功能部件安装角度而变化的弯折面。由于安装各功能部件的结构件为一个整体，对其可采用一体加工成型，在加工时只需要一个基准面作为夹装基线，从而降低传统结构件需要由五轴机床进行加工的难度。另外，在对目标物体进行3D扫描时，由投影仪的LED产生投射光线，并经其镜头投射至目标物体上，纹理相机、定位相机和点云相机分别对被投射的目标物体进行图像采集，由于光芯重合度高，并且不会随外界环境而改变，故用于后续建模的图像数据将相对稳定，从而提高3D扫描仪的扫描建模精度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述第一夹角为5°。

进一步，所述第二夹角为30°。

进一步，所述第三夹角为16.8°。

进一步，所述投影仪的镜头中心点和所述点云相机的镜头中心点在所述结构件的上端面的投影点之间的距离为160mm或180mm。

采用上述进一步方案的有益效果是：投影仪的投影方向和各功能相机的拍摄方向分别具有上述夹角，且投影仪和点云相机的水平中心距离为上述定值时，可以有效保证光芯的重合度，进而保证手持3D扫描仪的扫描建模精度。

进一步，所述结构件的上端面位于所述纹理相机的镜头周围还设置有补光灯，所述补光灯的照射方向与所述纹理相机的拍摄方向相同。