误差仍然存在，该一定的偏离(即，不能够被校正的误差)优选地是对测量的质量以及数据的质量的总体测量。
[0053]手持式扫描仪100的移动以及对产生的帧的处理也可以被视为追踪，也就是说，手持式扫描仪100通过在追踪期间使用的方法追踪其环境的相对移动。如果追踪丢失,例如，如果手持式扫描仪100被移动得太快，则存在重新假设追踪的简单的可能性。为此，在显示和控制单元115上为用户并排(或者一个在另一个上边)呈现如由彩色摄像机113提供的最新的视频图像以及由彩色摄像机113提供的来自追踪的最后的视频静止图像。然后,用户必须移动手持式扫描仪100,直到两个视频图像重合为止。由于对视频图像的处理以及对视频图像的比较而导致的例如声学或光学的支持是有帮助的，并且因此，优选地实现所述声学或光学的支持。
[0054]附图标记列表
[0055]100:手持式扫描仪
[0056]104:基部
[0057]106:手柄部
[0058]108:头端
[0059]111:第一摄像机
[0060]112:第二摄像机
[0061]113:彩色摄像机
[0062]115:显示和控制单元
[0063]118:控制和评估单元
[0064]121:(第一)投影仪
[0065]122:第二投影仪
[0066]124:衍射光学元件
[0067]126:触发开关
[0068]130:分立的投影仪
[0069]B111:第一摄像机的图像平面
[0070]B112:第二摄像机的图像平面
[0071]e:核线
[0072]F，Fn:帧
[0073]F1:关键帧
[0074][卩]1:组
[0075]O:对象
[0076]P121:投影仪平面
[0077]V, Vj, Vn:平截头体
[0078]Χ,Χ’:图案
[0079]Y:静止图案
【主权项】
1.用于光学扫描和测量环境的装置,所述装置包括用于产生3D扫描的手持式扫描仪(100),所述手持式扫描仪(100)具有至少^-个投影仪(121,122)和至少一个摄像机(111,112,113)，其中，所述至少一个投影仪(121，122)用于在所述环境中的对象(O)....t产生至少一个图案(X，X’)，所述至少一个摄像机(111,112,113)用于记录被提供有所述图案(X,V、的所述对象(O)的图像,所述装置的特征在于,所述手持式扫描仪(100)具有第一摄像机(111)以及与所述第一摄像机(111)间隔开的第二摄像机(112),以将所述图案(Χ,Χ’ )投射至相应的图像平面(B1U，B112)中并且捕获所述图案(X，X’)，其中,所述图案(Χ,Χ，)特别地是未编码的。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述投影仪(121，122)、所述第一摄像机(111)和所述第二摄像机(112)被布置成彼此呈三角形布置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于,所述投影仪(121)限定投影仪平面(P121)，其中，对于所述图案(x，x，)的点，所述至少一个投影仪(121)和所述第一摄像机(111)以及所述第二摄像机(112)在所述投影仪平面(P121)和所述图像平面(B111, B112)中形成不同的核线(e)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述投影仪(121)优选地单色地以及优选地通过激光器产生红外范围的所述图案(X，X’)，以及所述第一摄像机(111)和所述第二摄像机(112)优选地通过使用滤波器对所述图案(Χ,Χ’ )的波长范围敏感。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述手持式扫描仪(100)配置有彩色摄像机(113),所述彩色摄像机(113)在可见光波长范围中记录所述对象的图像，所述图案(Χ，Χ’ )的波长范围优选地偏离所述可见光波长范围。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于,所述图案(Χ,Χ’)为由光点组成的点图案，和/或线图案，和/或点和线的组合图案,所述点和线可选地具有不同的强度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述投影仪(121)通过衍射光学元件(124)、微透镜、多个单激光器或投影遮光板产生所述图案(Χ’Χ，)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，除所述图案(X)以外，所述手持式扫描仪(100)还生成至少一个另外的图案(X’ ),以改变分辨率和/或点密度。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述另外的图案(X，)在时间方面相对于所述图案(X)偏移，和/或所述另外的图案(X’ )在另一波长范围中产生，和/或通过第二投影仪(122)产生。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,所述手持式扫描仪(100)配置有:基部(104),所述基部(104)优选地具有所述投影仪(121，122);从所述基部(104)突出的手柄部(106)，所述手柄部(106)优选地具有触发开关(106);以及被布置在所述手柄部(106)上的头端(108)，所述头端(108)优选地具有所述第一摄像机(111)和所述第二摄像机(112)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，提供至少一个分立的投影仪(130),所述分立的投影仪(130)在所述对象(O)上产生静止图案(Y)，在所述手持式扫描仪(100)被移动的情况下以及在由所述至少一个摄像机(111,112,113)从不同的位置记录图像的情况下，所述分立的投影仪(130)停止工作。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于,所述分立的投影仪(130)优选地单色地以及优选地通过激光器在红外范围或紫外范围中产生所述静止图案(Y),其中所述至少一个摄像机(111,112,113)优选地通过使用滤波器对所述图案(X，V )和所述静止图案(Y)的波长范围敏感。
13.根据权利要求11或12所述的装置,其特征在于,所述分立的投影仪(130)通过衍射光学元件(124)、微透镜、多个单激光器或投影遮光板产生所述静止图案(Y)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的装置,其特征在于,从所述手持式扫描仪(100)的不同位置产生并且被记录在公共坐标系中的3D扫描形成场景，其中，通过多个3D扫描记录所述静止图案(Y)。
【专利摘要】提供了一种用于光学扫描和测量环境的装置，该装置包括用于产生3D扫描的手持式扫描仪(100)，该手持式扫描仪(100)具有用于在环境中的对象(O)上产生至少一个图案(X，X’)的至少一个投影仪(121，122)，以及用于记录被提供有图案(X，X’)的对象(O)的图像的至少一个摄像机(111，112，113)，手持式扫描仪(100)具有第一摄像机(111)以及与第一摄像机(111)间隔开的第二摄像机(112)，以将图案(X，X’)投射至相应的图像平面(B111，B112)中并且捕获图案(X，X’)，其中，图案(X，X’)特别地是未编码的。
【IPC分类】G01B11-25
【公开号】CN104854427
【申请号】CN201380065365
【发明人】罗尔夫·海德曼, 马丁·奥西格, 莱因哈德·贝克
【申请人】法罗技术股份有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2013年11月27日
【公告号】DE102012112321A1, DE102012112321B4, US20140168379, WO2014091306A1, WO2014091306A4