手持式激光三维扫描仪的制作方法

1.本实用新型属于机械化技术领域，具体涉及一种手持式激光三维扫描仪。


背景技术：

2.众所周知，现代先进制造技术离不开先进检测技术的支持。像汽车行业、模具制造、铸造行业、文物雕塑等行业，具有产品外形复杂件、尺寸巨大、表面不能触碰等特点，传统的测量方式无法解决这些全息尺寸检测问题。三维激光扫描作为非接触式检测技术应运而生，可以有效解决产品三维数据检测问题。
3.相关技术中，现有的激光扫描仪具有尺寸大，携带不方便，对扫描对象大小尺寸适应性具有局限性，扫描精度低、扫描速度慢等问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种手持式激光三维扫描仪以解决现有的激光扫描器无法达到高效精确的扫描的问题。
5.为实现以上目的，实用新型采用如下技术方案：一种手持式激光三维扫描仪，包括：手持端，所述手持端的顶部设有支撑台，所述支撑台的顶部固定安装第一摄像头，所述手持端的底部固定安装第二摄像头，所述第二摄像头的底部设有底座；所述支撑台上与所述第一摄像头、第二摄像头相同的一侧设有激光发射器组；所述激光发射器组包括定位器、红色激光发射器和蓝色激光发射器；
6.所述底座内设有旋转电机和控制器，所述第一摄像头、第二摄像头、红色激光发射器、蓝色激光发射器和旋转电机分别与所述控制器连接。
7.进一步的，所述红色激光发射器、蓝色激光发射器上均设有定位器；
8.所述定位器用于结合所述旋转电机的旋转角度，确定被扫描物的位置信息进一步的，所述红色激光发射器、蓝色激光发射器均设有：
9.温度探测器和温控器；
10.所述温度探测器用于探测所述红色激光发射器、蓝色激光发射器发射的激光的温度；
11.所述温控器用于控制发射的激光保持恒定温度。
12.进一步的，所述底座内还设有：
13.依次连接的光学影像信号收集器、光学滤波器、光电倍增管和电子放大器。
14.进一步的，所述支撑台上还设有：
15.切换按钮，用于切换红色激光发射器和蓝色激光发射器。
16.进一步的，所述第一摄像头、第二摄像头均采用ccd摄像头。
17.进一步的，所述第一摄像头向下倾斜5～30度，所述第二摄像头向上倾斜5～30度。
18.进一步的，所述底座内还设有：
19.电源模块，用于向所述手持式激光三维扫描仪提供电能。
20.进一步的，所述底座还设有连接端口。
21.本实用新型采用以上技术方案，所能达到的有益效果包括：
22.本技术提供的一种手持式激光三维扫描仪，方便用户手持；通过设置的激光发射器组，采用红色激光发射器扫描较大被扫描物体，采用蓝色激光发射器扫描较小被扫描物体，其中，红色激光发射器扫描的范围大，蓝色激光发射器扫描的集度高；从而实现根据被扫描物体的大小、形状以及扫描的工况环境进行高效精确的扫描。
23.除此之外，采用本技术提供的手持式三维激光扫描仪具有尺寸小，携带方便，对扫描对象大小尺寸适应性广，扫描精度高、扫描速度快等特点，在逆向设计、产品检测等方面得到广泛应用。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型一种手持式激光三维扫描仪的正视图；
26.图2为本实用新型一种手持式激光三维扫描仪的侧视图；
27.图3为本实用新型一种手持式激光三维扫描仪的另一种结构示意图。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
29.下面结合附图介绍本技术实施例中提供的一个具体的手持式激光三维扫描仪。
30.如图1和图2所示，本实用新型提供一种手持式激光三维扫描仪，包括：手持端1，所述手持端1的顶部设有支撑台2，所述支撑台2的顶部固定安装第一摄像头3，所述手持端1的底部固定安装第二摄像头4，所述第二摄像头4的底部设有底座5；所述支撑台2上与所述第一摄像头3、第二摄像头4相同的一侧设有激光发射器组6；
31.如图3所示，所述激光发射器组6包括定位器61、红色激光发射器62和蓝色激光发射器63；
32.所述底座5内设有旋转电机51和控制器52，所述第一摄像头3、第二摄像头4、定位器61、红色激光发射器62、蓝色激光发射器63和旋转电机51分别与所述控制器52连接；
33.所述红色激光发射器62、蓝色激光发射器63上均设有定位器61；
34.所述定位器61用于结合所述旋转电机51的旋转角度，确定被扫描物的位置信息。
35.本技术提供的一种手持式激光三维扫描仪的工作原理是，仪器上的第一摄像头3和第二摄像头4以120fps(帧/秒)的工作速度可以分别获得投影到被扫描对象上的激光，红色激光发射器62和蓝色激光发射器63实时快速切换，兼顾单次扫描数据的整体效率和局部细节。蓝光模式下相机帧率高达120fps，分辨率高达0.02mm，大幅度提高了扫描三维数据的
细节度。红光模式下极速的测量速率，可快速获取大型物体测量数据。该激光随对象形状发生变形，采用红色激光发射器62扫描较大被扫描物体，采用蓝色激光发射器63扫描较小被扫描物体，其中，红色激光发射器62扫描的范围大，蓝色激光发射器63扫描的集度高；从而实现根据被扫描物体的大小、形状以及扫描的工况环境进行高效精确的扫描。
36.需要说明的是，本技术提供的手持式激光三维扫描仪最小分辨率可达0.02mm，最高精度可达0.03mm，大幅度提高了扫描三维数据的细节度。同时外部环境对扫描精度影响小，即使是阳光直射也能正常工作。
37.可以理解的是，本技术中手持式激光三维扫描仪根据固定在被检测物体表面的视觉标记点来确定扫描仪在扫描过程中的空间位置，这些空间位置被用于空间位置转换；
38.利用线状三维信息和扫描仪空间相对位置，当扫描仪移动时，不断获取激光所经过位置的三维信息，从而形成连续的三维数据；
39.手持式激光三维扫描仪工作时可以分别采用5束交叉红色激光扫描或者5束平行蓝色激光扫描，分别对应快速扫描和超精细扫描，且两种扫描模式文件在同一坐标系内，无需后期拼接。
40.本技术提供的手持式激光三维扫描仪，具有两种截然不同的工作模式，采用双色激光原理进行设计开发，充分利用红色激光高适应性和蓝色激光超低噪点的特性，同时集成高效图像图形算法和功能强大的数据后处理功能，真正实现了操作便捷和极致细节的完美融合。扫描对象大到一架飞机，小到一枚硬币，都可以轻松应对。
41.一些实施例中，所述红色激光发射器62、蓝色激光发射器63均设有：
42.温度探测器和温控器；
43.所述温度探测器用于探测所述红色激光发射器62、蓝色激光发射器63发射的激光的温度；
44.所述温控器用于控制发射的激光保持恒定温度。
45.具体的，用户可以设置一个预设温度，温度探测器实时探测发射的激光的温度，当温度低于或高于预设温度时，温控器进行控制，具体的，温控器可以控制加热装置进行加热，控制散热装置进行散热，以使得激光的温度维持在预设温度，可以理解的是，预设温度为一个温度范围。
46.一些实施例中，所述底座5内还设有：
47.依次连接的光学影像信号收集器、光学滤波器、光电倍增管和电子放大器。
48.可以理解的是，通过光学影像信号收集器对反射信号进行采集，光学滤波器对反射信号进行滤波，光电倍增管对反射信号进行光电转换，电子放大器对反射信号进行信号放大。
49.优选的，所述支撑台2上还设有：
50.切换按钮，用于切换红色激光发射器62和蓝色激光发射器63。
51.用户可以根据待扫描对象的大小，选择红色激光发射器62或蓝色激光发射器63，通过切换按钮对红色激光发射器62和蓝色激光发射器63进行转换，本技术中红色激光发射器62发出的是5束交叉红色激光线，1束可单独工作的红色激光线，共计11束红色激光线；蓝色激光发射器63发出的是5束平行蓝色激光线。
52.优选的，所述第一摄像头3、第二摄像头4均采用ccd摄像头。
53.具体的，ccd摄像头即ccd相机，ccd相机是在安全防范系统中，图像的生成当前主要是来自ccd相机，ccd是电荷耦合器件(charge coupled device)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的ccd相机元件，以其构成的ccd相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。
54.优选的，所述第一摄像头3向下倾斜5～30度，所述第二摄像头4向上倾斜5～30度。
55.优选的，所述底座5内还设有：
56.电源模块，用于向所述手持式激光三维扫描仪提供电能。
57.可以理解的是，手持端1、支撑台2、底座5均为中空结构方便在其内设置各个器件的连接线。
58.优选的，所述底座5还设有连接端口。
59.所述电源模块可以采用可充电电池。通过连接端口向电源模块进行充电。
60.优选的，所述控制器52采用单片机。
61.综上所述，本实用新型提供的手持式激光三维扫描仪包括手持端，所述手持端的顶部设有支撑台，所述支撑台的顶部固定安装第一摄像头，所述手持端的底部固定安装第二摄像头，所述第二摄像头的底部设有底座；所述支撑台上与所述第一摄像头、第二摄像头相同的一侧设有激光发射器组；所述激光发射器组包括定位器、红色激光发射器和蓝色激光发射器；所述底座内设有旋转电机和控制器，所述第一摄像头、第二摄像头、红色激光发射器、蓝色激光发射器和旋转电机分别与所述控制器连接。本实用新型通过设置激光发射器组实现根据被扫描物体的大小、形状以及扫描的工况环境进行高效精确的扫描。除此之外，通过本技术提供的手持式三维激光扫描仪具有尺寸小，携带方便，对扫描对象大小尺寸适应性广，扫描精度高、扫描速度快等特点，在逆向设计、产品检测等方面得到广泛应用。
62.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
63.需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
64.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
65.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
66.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步
骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
67.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
68.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
69.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
70.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。