[实用新型]一种折叠型四视角3D激光传感器

说明书

本实用新型公开了一种折叠型四视角3D激光传感器，包括有左侧线激光器、右侧线激光器、CCD传感器、复数个光学镜片、固定组件，左侧线激光器、右侧线激光器、CCD传感器、复数个光学镜片均通过固定组件固定连接；所述左侧线激光器与右侧线激光器作为结构光光源发射激光投射到待测物体表面,形成明亮的线激光光刀；经过所述复数个光学镜片形成反射光路，最后反射到所述CCD传感器进行成像；复数个光学镜片形成的反射光路折叠设置，从而将成像光路从高度、宽度方向折叠到水平方向；实现该3D激光传感器基于一个CCD传感器便可进行四个方向的观测，一次性获取4个方向的高精密三维数据。

技术领域

本实用新型属于光学测量技术领域，特别涉及一种折叠型四视角3D激光传感器。

背景技术

三维激光扫描技术是近年来出现的新技术，在国内越来越引起研究领域的关注。它是利用激光测距的原理，通过记录待测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。该技术在文物古迹保护、建筑、规划、土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故处理、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市、军事分析等领域也有了很多的尝试、应用和探索。

而3D激光传感器则是三维激光扫描技术的产物，3D激光传感器因其能迅速的获取物体表面的三维面形信息，在智能制造、三维数字化领域有着普遍的应用。一般的3D激光传感器属于直射型光路，即采用一个激光、一个CCD传感器的直射光路，或一个激光、2个CCD传感器或2个激光、1个CCD传感器的组成结构，这样的结构只能扫描到一个方向面。但在很多工业测量领域，需要同时扫描多个方向面，常规的方法是组合多个CCD传感器进行扫描，但是这样的方法带来的是设备成本昂贵，整个安装空间较大的缺点。

在授权公告号CN105212436B，名称为“非接触式三维激光脚型的测量系统及测量方法”的中国发明专利中，公开了一种非接触式三维激光脚型的测量系统及测量方法，该系统包括载物玻璃平台、机械支撑模块、光学成像模块、运动控制模块、三维模型建立模块、自动测量参数模块和3D鞋楦设计模块。所述光学成像模块包括光学玻璃、多个激光器和多个CCD传感器；所述多个激光器按体积分布在设定的脚型扫描区域内，且围成360°分布，测量时每个激光器经光学玻璃后发射一条明亮的激光线束照射在脚型的表面上，且多个激光器的激光线束形成一个环形的激光照射光路；所述多个CCD传感器均匀分布在设定的脚型扫描区域内，且多个CCD传感器形成一个封闭的环形成像光路；所述激光器和CCD传感器两两组合形成一个孤立的三维成像单元。该实用新型使用者只需要将被测脚放在载物玻璃平台上，通过光学成像模块就可以完成全方位的三维数据测量，获取高密度三维面形点云数据，且通过自动测量参数模块给出脚型的特征参数，由这两个信息来判断脚型是否畸形，且进行鞋楦设计，十几秒内就可完成一只脚型的完整测量；采用非接触式激光测量,使用者可在轻松舒展的情况下进行测量，有效避免因接触造成的形变，且运动控制模块控制光学成像模块进行前后运动测量，使获得的三维面形点云数据更全方位高密度。

但是上述公开的一种非接触式三维激光脚型的测量系统及测量方法，组合多个CCD传感器进行扫描，设备成本昂贵，整个安装空间较大。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的首要目的在于提供一种折叠型四视角3D激光传感器，该3D激光传感器基于1个CCD传感器便可以形成4个不同的视角，可以同时对左右前后四个方向进行3D测量，一次性获取4个方向的高精密三维数据。所述复数个光学镜片形成的光路采用折叠式设计，将成像光路从高度、宽度方向折叠到水平方向，在保证扫描景深的情况下，缩小了设备尺寸。该实用新型有效的降低了设备成本，同时提高了设备的稳定性。

本实用新型的另一个目的在于提供一种折叠型四视角3D激光传感器，该3D激光传感器及其工作方法操作方便、实用性强、测量精度高、易于广泛推广。