[发明专利]基于线结构光的三维测量方法以及传感器

权利要求书

1.一种基于线结构光的三维测量方法，其特征在于，包括：

接收各个传感头分别采集的待测物体的断面数据以及所述各个传感头分别对应的姿态数据，所述断面数据包括激光线对应所述待测物体表面的高程、灰度和激光线宽度；

基于任一传感头的姿态数据，对所述任一传感头采集的断面数据进行修正；

基于所述各个传感头分别采集数据时的触发信号，以及通过静态标定获取的所述各个传感头的安装位置之间的位置关系，将所述各个传感头分别对应的修正后的断面数据进行匹配和拼接，得到所述待测物体表面的三维点云；

所述各个传感头的安装位置之间的位置关系包括在移动测量方向的测量间距，以及在断面测量方向的重合区域；

所述方法还包括：

基于所述任一传感头采集的断面数据中任一测量单元中的灰度或激光线宽度，计算所述任一测量单元的平均灰度或平均激光线宽度，所述任一测量单元包括若干个测量断面；

基于所述平均灰度和预设灰度范围，或所述平均激光线宽度和预设激光线宽度范围，更新灰度分割阈值，并基于更新后的灰度分割阈值配置所述任一传感头的数据采集参数；

还包括：

基于任一传感头采集的断面数据中任一测量单元的灰度或高程，检验所述任一传感头工作状态是否异常，若出现异常情况，则发出异常状态信息，其中，所述任一测量单元包括若干个测量断面；

所述基于任一传感头采集的断面数据中任一测量单元的灰度，检验所述任一传感头工作状态是否异常，包括：

若所述任一测量单元中存在带状明显突变位置，则更新所述任一测量单元的灰度突变个数，所述灰度突变个数为所述任一测量单元中连续出现明显突变的测点的个数；

若所述灰度突变个数大于灰度突变阈值，则确定所述任一传感头工作异常，否则，将所述灰度突变个数置零；

所述带状明显突变位置为所有测点的灰度均满足的带状区域，其中，为所述任一测量单元的灰度平均值，为任一测点的灰度，为突变阈值。

2.根据权利要求1所述基于线结构光的三维测量方法，其特征在于，所述基于任一传感头的姿态数据，对所述任一传感头采集的断面数据进行修正，包括：

基于任一传感头的姿态数据中所述任一传感头在任一时刻相对水平面的测量姿态角和工作距离，以及所述任一传感头在静态标定条件下获取的安装倾角和工作距离，修正所述任一传感头在所述任一时刻采集的测量断面中所有测点的高程。

3.根据权利要求2所述基于线结构光的三维测量方法，其特征在于，所述修正所述任一传感头在所述任一时刻采集的测量断面中所有测点的高程，包括：

基于如下公式修正所述任一传感头在所述任一时刻采集的测量断面中任一测点的高程：

式中，为t时刻采集的测量断面中第i个测点修正后的高程，为t时刻采集的测量断面中第i个测点的高程，为所述测量断面中所有测点的个数，为沿断面测点分布方向，第i个测点对应的位置，为沿断面测点分布方向，第M个测点对应的位置，，为所述任一传感头在静态标定条件下获取的工作距离，和分别为所述任一传感头在t时刻相对水平面的测量姿态角和工作距离；

其中，所述任一传感头在t时刻相对水平面的测量姿态角是基于如下方法确定的：

若所述任一传感头中姿态传感器采集的是所述任一传感头与水平面的夹角，则；若所述任一传感头中姿态传感器采集的是所述任一传感头相对安装姿态的运动角度，则，为所述任一传感头中姿态传感器在t时刻采集的姿态角，为所述任一传感头相对水平面的安装倾角。