本實(shí)用新型屬于三維掃描儀，涉及一種激光三維掃描儀。

背景技術(shù)：

近年來出現(xiàn)的手持激光三維掃描儀、激光三維輪廓傳感器等三維測量儀器的原理均是采用激光和攝像頭的組合根據(jù)三角測量法獲得物體表面三維數(shù)據(jù)，這種測量原理的應(yīng)用越來越廣泛，已然成為高精度三維測量領(lǐng)域的主要測量方法之一，被廣泛應(yīng)用在機(jī)械、汽車、航空、雕塑、醫(yī)療等行業(yè)。

這種基于激光和攝像頭的三維測量方法中激光波段常見的有405nm的紫色激光、450nm的藍(lán)色激光、532nm的綠色激光、650nm的紅色激光等，不同波段的激光對三維掃描效果的影響也并不一樣。比如紅色激光的散斑現(xiàn)象比較明顯從而影響掃描的精度，但紅色激光比較穩(wěn)定且對人眼相對安全；相比之下，藍(lán)色激光的散斑現(xiàn)象并不明顯，攝像頭識別的精度較高，從而可以獲得很好的掃描結(jié)果，但藍(lán)色激光對人眼有傷害，需要佩戴護(hù)目鏡，限制了其三維掃描的應(yīng)用場合。因此，如何選擇合適波段的激光器同時(shí)滿足不同三維掃描場合的需求是一件很棘手的事情。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服已有手持激光三維掃描儀的僅含有單一波長、適用性較差、成本較高的不足，本實(shí)用新型提供了一種具有多個(gè)不同波長、適用性良好、增加單臺掃描儀的復(fù)用性、提高性價(jià)比的含有多個(gè)不同波長激光器的三維掃描儀。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種含有多個(gè)不同波長激光器的三維掃描儀，所述三維掃描儀包括至少兩個(gè)激光投影器、至少一個(gè)用于拍攝投射到被檢測物體表面激光圖案的攝像頭和一個(gè)連接攝像頭進(jìn)行圖像識別及三維重建的計(jì)算處理單元；所述的至少兩個(gè)激光投影器對應(yīng)至少兩種不同波長，所述攝像頭的輸出端與所述計(jì)算處理單元連接。

進(jìn)一步，所述激光投影器和攝像頭的觸發(fā)端均與用于選擇性觸發(fā)所述相同波長的一只或者多只激光投影器與攝像頭同步工作的同步觸發(fā)單元連接。

再進(jìn)一步，所述攝像頭上安裝多帶通濾光片，所述的濾光片的帶通波段與所述的至少兩個(gè)激光投影器的至少兩種波長對應(yīng)。

更進(jìn)一步，至少兩個(gè)不同波長的激光投影器包括藍(lán)色波段的激光投影器和紅色波段的激光投影器。

所述三維掃描儀包括位置固定的一個(gè)攝像頭，激光投影器所投射的光幕的空間位置與攝像頭的位置關(guān)系均標(biāo)定已知。

或者是：所述三維掃描儀包括兩個(gè)位置固定的攝像頭，所述兩個(gè)攝像頭的空間位置關(guān)系標(biāo)定已知。

本實(shí)用新型中，將波段較短的激光和波段較長的激光同時(shí)安裝在一臺掃描儀中，由于不同波段的光線通過兩種介質(zhì)的折射率存在差異，固定焦距和光圈的攝像頭對不同波段光線的焦點(diǎn)不同，拍攝反射較短波段光線的被攝物體的焦點(diǎn)比反射波長較長光線的被攝物體的焦點(diǎn)更靠近攝像頭。以紅色和藍(lán)色兩種波段為例，為得到正確的對焦，藍(lán)色物體要比紅色物體更靠近攝像頭，而在攝像頭分辨率不變的情況下，拍攝更近的物體意味著將更小的局部投影在相同面積的感光元器件上，即拍攝的藍(lán)色物體的幅面較小，但分辨率較高，而拍攝的紅色物體的幅面較大，但分辨率較低。另外，由于激光是單色光，其照到物體表面反射時(shí)會出現(xiàn)干涉出現(xiàn)象，攝像頭捕捉到的被攝物體表面的激光輪廓線上便會出現(xiàn)不均勻分布的顆粒狀光點(diǎn)，即為激光散斑。波段較短的激光的散斑現(xiàn)象要比波段較長的激光弱，攝像頭捕捉到的被攝物體表面的激光輪廓線也就更為銳利，更有利于獲得表面的細(xì)節(jié)。

本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在：與傳統(tǒng)只含有的單一波長激光的三維掃描儀相比，既能應(yīng)用在高精度測量場合，又可以在普通的三維掃描場合高效安全的使用，可以大大增加單臺掃描儀的復(fù)用性，提高其性價(jià)比。

附圖說明

圖1是含有多個(gè)不同波長激光器的三維掃描儀的原理圖。

圖2是同步觸發(fā)單元的內(nèi)部工作原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

參照圖1和圖2，一種含有多個(gè)不同波長激光器的三維掃描儀，所述三維掃描儀包括至少兩個(gè)激光投影器、至少一個(gè)用于拍攝投射到被檢測物體表面激光圖案的攝像頭和一個(gè)連接攝像頭進(jìn)行圖像識別及三維重建的計(jì)算處理單元；所述的至少兩個(gè)激光投影器對應(yīng)至少兩種不同波長，所述攝像頭的輸出端與所述計(jì)算處理單元連接。

進(jìn)一步，所述激光投影器和攝像頭的觸發(fā)端均與用于選擇性觸發(fā)所述相同波長的一只或者多只激光投影器與攝像頭同步工作的同步觸發(fā)單元連接。

再進(jìn)一步，所述攝像頭上安裝多帶通濾光片，所述的濾光片的帶通波段與所述的至少兩個(gè)激光投影器的至少兩種波長對應(yīng)。

更進(jìn)一步，至少兩個(gè)不同波長的激光投影器包括藍(lán)色波段的激光投影器和紅色波段的激光投影器。

所述三維掃描儀包括位置固定的一個(gè)攝像頭，激光投影器所投射的光幕的空間位置與攝像頭的位置關(guān)系均標(biāo)定已知。

或者是：所述三維掃描儀包括兩個(gè)位置固定的攝像頭，所述兩個(gè)攝像頭的空間位置關(guān)系標(biāo)定已知。

以配備紅藍(lán)兩種波段線狀激光投影器的三維掃描儀為例來對本發(fā)明的系統(tǒng)及原理進(jìn)行闡述。本發(fā)明的工作原理如圖1所示，波段1激光投影器為紅色線狀激光器，波段2激光投影器為藍(lán)色線狀激光器；同步觸發(fā)單元同時(shí)連接一個(gè)或兩個(gè)攝像頭的外觸發(fā)接口以及兩個(gè)激光投影器的驅(qū)動接口并對攝像頭及一個(gè)當(dāng)前工作波段的激光投影器進(jìn)行同步觸發(fā)；攝像頭實(shí)時(shí)捕捉的圖像發(fā)送給計(jì)算處理單元進(jìn)行立體視覺三維重建計(jì)算并輸出最終的三維點(diǎn)云。

所述的同步觸發(fā)單元內(nèi)部可以由微控制單元MCU控制工作節(jié)拍，并將同步控制信號通過隔離器件OC輸出到功率器件MOS來最終控制激光投影器LASER1/LASER2和攝像頭CAMERA的同步工作。MCU的固件根據(jù)用戶的選擇來確定在某一時(shí)刻是同步觸發(fā)波段1紅光的LASER1和CAMERA1(及CAMERA2)同步工作還是波段2藍(lán)光的LASER2和CAMERA1(及CAMERA2)同步工作。

當(dāng)然，如果進(jìn)行連續(xù)掃描，則MCU根據(jù)設(shè)定的幀率來循環(huán)同步觸發(fā)激光和攝像頭，攝像頭連續(xù)將捕捉的圖片輸入計(jì)算處理單元進(jìn)行三維立體視覺三維重建計(jì)算，最后持續(xù)輸出三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。