2、激光投影器3连接。
[0019]进一步，所述手持式激光三维扫描系统还包括人机交互模块6，所述快速标定控制模块5与所述人机交互模块6连接。
[0020]再进一步，所述标定板4为一块表面非镜面、热变形系数较低的便携硬质平板。其中，热变形系数较低的定义为:小于6 μ m/m.°C。
[0021]更进一步，所述标定板4中，若干标记点以规则或者不规则的拓扑次序排布在该硬质板的表面，且各个标记点的相对坐标位置已知。
[0022]本实施例的标定板的一种实现形式如图2所示:采用一块边长为二三十厘米的矩形平板玻璃片，其上粘贴或喷涂背景颜色后贴上标记点，标定板上标记点以一种大体4X4行列形式排布；标定板放置在一个大小合适的扁平盒子中用于对其进行保护。
[0023]快速标定模块的标定功能主要分为对摄像头位置的标定和对激光投影器位置的标定两部分。
[0024]在对仪器摄像头位置进行标定时，快速标定控制模块同步获得两个及以上摄像头所拍摄的所述标定板的图像(该标定板上的标记点需全部或者部分出现在每一幅图像中)，根据每幅图像中的标记点与真实标记点的对应关系，结合出厂前已知的标定板上标记点的拓扑位置的真实标记点坐标，采用相对定向、后方交汇或者前方交汇等测量学方法，获得摄像头的外参，即两个及以上镜头相互间的位置关系，完成快速标定中的一次镜头位置标定。
[0025]进一步，上述一次镜头位置标定的步骤虽然已经可以获得仪器摄像头的外参，但单凭一个位置的拍摄很可能由于角度过偏或者抖动而产生的运动模糊导致计算的精度不高，从而影响标定效果。因此本发明所述系统通过多个角度对标定板进行拍摄，比如前方偏下、正前方、前方偏上、前方偏左、前方偏右等位置，分别如图3中(a)?(e)所示。所述的快速标定控制模块根据手持式激光三维扫描仪在相对于标定板的多个角度位置所获取的标定板上标记点的坐标进行求平均处理，以提高摄像头的外参的精度。
[0026]在对仪器激光投影器位置进行标定时快速标定控制模块根据手持式激光三维扫描仪中已标定好位置的两个及以上摄像头所拍摄的激光投影器投影到标定板上的图案，识别出每一幅图像上的激光轮廓线，并利用对极线约束原理，获得激光投影轮廓线的点云坐标。
[0027]进一步，仪器在两个及以上距离位置投射激光投影图案到标定板上，得到两条及以上激光投影轮廓线的点云坐标，快速标定控制模块将多次测量的激光轮廓线点云转换到同一坐标系下，并拟合出激光面，完成快速标定中激光投影器的位置标定。如图4所示，用户手持扫描仪变换其与标定板之间的距离，由近到远在bl到b3号位置进行图像采集，激光投影器在标定板上投出al?a3号激光投影轮廓线，快速标定控制模块在仪器距离变换过程中将摄像头采集的多条激光轮廓线点云转换到同一坐标系下，得到如图5所示的Cl?c3号三维空间线段，最后拟合出激光面，从而得到激光投影器与摄像头之间的位置坐标。当然，在实际操作的一次激光投影器位置标定过程中用户缓慢的将扫描仪由近到远靠近标定板或者由远到近离开标定板，系统可以在几十个位置对激光器的投影图案进行采集，从而得到同一坐标系下的几十个近似共面的线段轮廓点云，这样可以拟合出较为精确的激光面，实现激光投影器的位置标定。
【主权项】
1.一种具备快速标定功能的手持式激光三维扫描系统，包括手持式激光三维扫描仪，所述手持式激光三维扫描仪包括两个及以上摄像头和一个及以上激光投影器，其特征在于:所述手持式激光三维扫描系统还包括用于对所述扫描仪进行快速标定的标定板，所述标定板为一块表面贴有若干相对坐标位置已知的标记点的板；所述手持式三维扫描仪还包括用于通过两个及以上摄像头同步获取的多幅扫描仪处于标定板上方不同角度和位置的标定板图像，再对两个及以上摄像头和一个及以上激光投影器相互的空间位置进行标定的快速标定控制模块，所述快速标定控制模块分别与所述摄像头、激光投影器连接。2.如权利要求1所述的具备快速标定功能的手持式激光三维扫描系统，其特征在于:所述手持式激光三维扫描系统还包括人机交互模块，所述快速标定控制模块与所述人机交互模块连接。3.如权利要求1或2所述的具备快速标定功能的手持式激光三维扫描系统，其特征在于:所述标定板为一块表面非镜面、热变形系数较低的便携硬质平板。4.如权利要求1或2所述的具备快速标定功能的手持式激光三维扫描系统，其特征在于:所述标定板中，若干标记点以规则或者不规则的拓扑次序排布在该硬质板的表面，且各个标记点的相对坐标位置已知。
【专利摘要】一种具备快速标定功能的手持式激光三维扫描系统，包括手持式激光三维扫描仪，手持式激光三维扫描仪包括两个及以上摄像头和一个及以上激光投影器，手持式激光三维扫描系统还包括用于对扫描仪进行快速标定的标定板，标定板为一块表面贴有若干相对坐标位置已知的标记点的板；手持式三维扫描仪还包括用于通过两个及以上摄像头同步获取的多幅扫描仪处于标定板上方不同角度和位置的标定板图像，再对两个及以上摄像头和一个及以上激光投影器相互的空间位置进行标定的快速标定控制模块，快速标定控制模块分别与摄像头、激光投影器连接。本实用新型提供了一种简化标定操作、降低标定成本的具备快速标定功能的手持式激光三维扫描系统。
【IPC分类】G01B11/24
【公开号】CN204902785
【申请号】CN201520648060
【发明人】陈尚俭, 郑俊
【申请人】杭州思看科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月26日