[发明专利]三维扫描系统

说明书

本发明公开了一种三维扫描系统，包括单线激光雷达和转动模组，单线激光雷达受控于控制器实现单束光二维扫描；转动模组受控于单线激光雷达的控制器实现转盘的转动，单线激光雷达固定在转盘；单线激光雷达的出光中心与转盘的旋转中心一致。本发明的三维扫描系统，结构上由单线激光雷达和转动模组组成，单线激光雷达固定在转动模组上转动，实现三维立体扫描效果，整体结构不约束三维扫描系统的安装角度，适用场景多样。由单线激光雷达内部的控制器协同控制单线激光雷达和移动模组，且单线激光雷达的出光中心与转盘的旋转中心一致，不仅可以提升激光雷达三维扫描系统的测距精度，还降低单线激光雷达内外信号同步处理的难度，结构简单，易于安装，成本低。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体涉及一种基于单线激光雷达的三维扫描系统。

背景技术

激光雷达因其具有极高的距离、角度、速度分辨率，极强的抗干扰能力，极小的测量误差和其轻便灵巧的特性而被广泛应用于地理测绘，环境监测，机器人导航避障和自动驾驶等领域。尤其以快速获取空间点云数据，快速建立起结构复杂的三维可视化模型为最优方案。

但是单线激光雷达的扫描范围有限，只能获得单个平面上二维坐标信息，无法满足日益增长的需求；而通过多线激光雷达可以实现三维扫描效果，但是技术难度非常大，不仅结构复杂，加工工艺要求高，而且光电器件价格又昂贵，使得多线激光雷达的应用成本非常高。

应对这样的困难，很多企业都给出了替代方案，通用原理都是在二维扫描的基础上再增加一个转向装置：

比如，公告号为CN210268550U的中国专利公开一种基于单线激光雷达的三维扫描仪，利用一个带有转轴，转动手柄，读码器，码盘，单点激光器等部件组成的旋转平台，实现带动一个单线激光雷达旋转，从而实现获取目标探测物周围立体三维数据，并需要多次重复旋转后，获得更为精准连续的周围环境三维数据。此结构虽然简单，但需要手动操作转动手柄，依赖人为操作，这也意味着不能同时大批量使用，适用场景有限。此结构还另外需要单点激光器，还要通过外部接插口才能读取码盘的转动数据，从而解算单线激光雷达的旋转角度，这就需要额外的计算器将旋转角度与单线激光数据结合解算后形成三维数据输出，这中间对各种信号数据的同步处理要求很高，增加了数据处理的难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种三维扫描系统，使用单线激光雷达实现三维立体扫描效果，不仅可以提高激光雷达三维扫描系统的测距精度，还能减轻数据处理负担，结构简单，易于安装，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三维扫描系统，包括，

单线激光雷达，包括控制器，其受控于所述控制器实现单束光二维扫描；

转动模组，受控于所述单线激光雷达的控制器实现转盘的转动，所述单线激光雷达固定在所述转盘；

所述单线激光雷达的出光中心与所述转盘的旋转中心一致。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述转动模组受控于所述单线激光雷达的控制器实现所述转盘摆动或者圆周转动。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述转盘摆动的角度支持自定义设置。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述转动模组包括转动变换部，所述转动变换部包括编码器、码盘和连接轴，所述码盘通过所述连接轴连接所述转盘，所述编码器通过检测所述码盘的转动确定出所述转盘的位置。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述编码器与所述控制器通信连接，将所述转盘的位置反馈至所述控制器，所述控制器根据位置反馈调整对所述转动模组的控制信号。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述转动模组包括动力部，所述动力部受控于所述控制器驱动所述转盘转动。