一种稳定性高的室内三维扫描系统的制作方法

本实用新型涉及三维扫描领域，尤其涉及一种稳定性高的室内三维扫描系统。

背景技术：

在目前的室内三维扫描技术中，多采用结构光三维扫描测量方法，即，在室内固定点放置双摄像装置，利用双摄像装置的三角交汇得到形体的三维坐标信息。与传统测量方法相比，它具有无接触、检测速度快、数据量大等优点；然而，由于这种室内三维扫描需要布置的点较多，对每个检测点需要都手动移动测量设备进行检测；这样，在一般情况下，一个100m²的房屋的扫描时间能够达到1h-2h，扫描时间较长。同时，由于室内三维扫描布置的点有限，在墙角等边缘位置常常会出现测量误差。此外，当室内陈设较多时，易妨碍室内三维扫描效果。

技术实现要素：

本实用新型针对上述技术问题，提出一种稳定性高的室内三维扫描系统。

本实用新型所提出的技术方案如下：

本实用新型提出了一种室内三维扫描系统，包括：

行走装置，用于通过其底部滑轮进行滑动；

伸缩支撑杆，垂直地安装在行走装置上；

三角支撑架，安装在伸缩支撑杆上，可随伸缩支撑杆的伸缩而升降，并随高度的降低可支撑在地面上；

转动圆盘，可360°自转地安装在三角支撑架上；

三维扫描装置，相对固定地安装在转动圆盘上，用于基于双目视觉原理拍摄深度图；

激光测距装置，相对固定地安装在转动圆盘上。

本实用新型上述的室内三维扫描系统中，室内三维扫描系统还包括安装在行走装置上并分别与行走装置、激光测距装置以及三维扫描装置电性连接，用于驱动行走装置、激光测距装置以及三维扫描装置工作的处理装置。

本实用新型上述的室内三维扫描系统中，处理装置还分别与伸缩支撑杆、转动圆盘电性连接，用于驱动伸缩支撑杆伸缩，并用于驱动转动圆盘转动。

本实用新型上述的室内三维扫描系统中，三维扫描装置为结构光三维扫描装置。

本实用新型上述的室内三维扫描系统中，伸缩支撑杆包括通过滑套配合方式连接的第一杆部和第二杆部；第一杆部与行走装置连接，第二杆部与三角支撑架连接。

本实用新型上述的室内三维扫描系统中，三角支撑架包括三个支撑脚，还包括分别与三个支撑脚连接并竖直设置、用于连接转动圆盘的安装杆。

本实用新型上述的室内三维扫描系统中，所述支撑脚可收叠。

本实用新型构造了一种室内三维扫描系统，其通过采用行走装置实现室内三维扫描系统的自动移动，并通过激光测距装置实现多个扫描点的精确确定，避免出现测量误差；同时，多个扫描点的精确确定，也避免了妨碍室内三维扫描效果。本实用新型的室内三维扫描系统设计巧妙，实用性强。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1示出了本实用新型第一实施例的室内三维扫描系统的结构示意图；

图2示出了图1所示的室内三维扫描系统的功能模块连接图；

图3示出了本实用新型另一实施例的室内三维扫描系统的功能模块连接图；

图4示出了图1所示的室内三维扫描系统的伸缩支撑杆的结构示意图；

图5示出了图1所示的室内三维扫描系统的三角支撑架的结构示意图；

图6示出了图1所示的室内三维扫描系统的使用状态参考图；

图7示出了本实用新型第二实施例的室内三维扫描系统的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型所要解决的技术问题是：现有室内三维扫描需要布置的点较多，对每个检测点需要都手动移动测量设备进行检测；这样，在一般情况下，一个100m²的房屋的扫描时间能够达到1h-2h，扫描时间较长。同时，由于室内三维扫描布置的点有限，在墙角等边缘位置常常会出现测量误差。此外，当室内陈设较多时，易妨碍室内三维扫描效果。本实用新型就该技术问题而提出的技术思路是：构造了一种室内三维扫描系统，其通过采用行走装置实现室内三维扫描系统的自动移动，并通过激光测距装置600实现多个扫描点的精确确定，避免出现测量误差；同时，多个扫描点的精确确定，也避免了妨碍室内三维扫描效果。

为了使本实用新型的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便于本领域技术人员理解和实施本实用新型，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

第一实施例

如图1所示，图1示出了本实用新型第一实施例的室内三维扫描系统的结构示意图。该室内三维扫描系统包括：

行走装置100，用于通过其底部滑轮110进行滑动；

伸缩支撑杆200，垂直地安装在行走装置100上；

三角支撑架300，安装在伸缩支撑杆200上，可随伸缩支撑杆200的伸缩而升降，并随高度的降低可支撑在地面上；

转动圆盘400，可360°自转地安装在三角支撑架300上；

三维扫描装置500，相对固定地安装在转动圆盘400上，用于基于双目视觉原理拍摄深度图；

激光测距装置600，相对固定地安装在转动圆盘400上。

进一步地，在本实施例中，如图1和图2所示，室内三维扫描系统还包括安装在行走装置100上并分别与行走装置100、激光测距装置600以及三维扫描装置500电性连接的处理装置700。在其他实施例中，处理装置700还分别与伸缩支撑杆200、转动圆盘400电性连接，用于驱动伸缩支撑杆200伸缩，并用于驱动转动圆盘400转动。

在本实施例中，三维扫描装置500为结构光三维扫描装置，可以对周围环境进行扫描，绘制出深度图。进一步地，在转动圆盘400自转情况下，三维扫描装置500可随之自转，并在自转过程中进行360°扫描，再通过图像拼接，可以得到室内的三维图。

进一步地，在本实施例中，由于激光测距装置600与转动圆盘400相对固定，因此，在转动圆盘400自转情况下，激光测距装置600也可随之自转。

进一步地，在室内，激光测距装置600可以测量室内三维扫描系统到室内壁面的距离，这样，以室内壁面作为参照物，可以实现室内三维扫描系统在室内的定位。相似地，三维扫描装置500基于双目测距原理也一样能够实现室内三维扫描系统在室内的定位。配合激光测距装置600或三维扫描装置500的定位功能，行走装置100可以带动三维扫描装置500以及激光测距装置600在室内行走，并在预设的扫描点停止。

进一步地，伸缩支撑杆200包括通过滑套配合方式连接的第一杆部210和第二杆部220，如图4所示。第一杆部210与行走装置100连接，第二杆部220与三角支撑架300连接。当行走装置100到达预设的扫描点后，通过伸缩支撑杆200的升降运动，可以使得三角支撑架300稳定地固定在地面上，从而提高系统的稳定性。可以理解，当三角支撑架300悬空时，由于伸缩支撑杆200单点安装在行走装置100上，这样，三维扫描装置500或多或少会有些倾斜；通过设置三角支撑架300，并使三角支撑架300可以稳定地固定在地面上，可以保证三维扫描装置500的水平放置。

如图5所示，图5示出了图1所示的室内三维扫描系统的三角支撑架的结构示意图。三角支撑架300包括三个支撑脚310，还包括分别与三个支撑脚310连接并竖直设置、用于连接转动圆盘400的安装杆320。在这里，安装杆320为可伸缩杆，也可为不可伸缩杆。

进一步地，本实用新型还提出了基于上述室内三维扫描系统的三维扫描方法，包括以下步骤：

步骤S1、将室内三维扫描系统放置在室内；

在本步骤中，室内三维扫描系统将会放置在其不易与墙壁或室内陈设发生碰撞的位置；优选地，处理装置700具有延时测量功能，当启动处理装置700的延时测量功能后，使用者可离开房间，避免使用者被室内三维扫描系统拍摄到。

步骤S2、转动圆盘400自转，激光测距装置600随之自转时测定激光测距装置600与周围障碍物的距离；处理装置700根据该距离获取室内障碍物初始分布图，并根据室内障碍物初始分布图在室内确定多个扫描点；

在本步骤中，扫描点的确定需要避开障碍物(即室内陈述和内壁)，防止障碍物与室内三维扫描系统发生碰撞，同时根据扫描所需精细度来选择扫描点之间的距离，扫描越精细，扫描点之间的距离越短。

步骤S3、驱动行走装置100行走到达一个扫描点时，行走装置100停止运动，伸缩支撑杆200收缩，使三角支撑架300支撑在地面上；伸缩支撑杆200继续收缩，使行走装置100悬空；接着，转动圆盘400自转，三维扫描装置500随之自转时进行360°扫描拍摄；待三维扫描装置500完成360°扫描拍摄后，伸缩支撑杆200拉伸，以使行走装置100落地，三角支撑架300悬空，然后，行走装置100行走到下一个扫描点；

在本步骤中，如图6所示，当伸缩支撑杆200继续收缩，使行走装置100悬空时，行走装置100由于自身的重量，对三角支撑架300施加压力，进一步提高三角支撑架300的稳定性；在这里，行走装置100相当于在三角支撑架300上悬垂一个重物。

步骤S4、重复步骤S3，以使行走装置100依次到达所述多个扫描点，并使三维扫描装置500在所述多个扫描点上均完成360°扫描拍摄。

本实用新型所述的三维扫描方法使得三维扫描装置500拍摄的稳定性大为改善，当转动圆盘400带动三维扫描装置500进行转动时，室内三维扫描系统的晃动会大幅减少。

进一步地，在对具有多个房间的室内进行扫描时，在步骤S1之前，三维扫描方法还包括：

步骤S0、在邻近的两个房间的连接位置预设扫描点；

这样，当三维扫描装置500在步骤S0所预设的扫描点以及步骤S2所确定的扫描点上均完成360°扫描拍摄，且处理装置700对所有扫描数据进行拼接后，即可形成具有多个房间的室内扫描图像。

第二实施例

第二实施例与第一实施例的区别在于：三角支撑架300的三个支撑脚310是可以收叠的。

在第一实施例所述室内三维扫描系统的使用过程中，由于行走装置100是在室内行走的，因此，若行走装置100打开，室内三维扫描系统容易撞到障碍物，易损坏室内三维扫描系统。基于此，第二实施例提供一种三个支撑脚310可以收叠的三角支撑架300，如图7所示；这样，在通常情况下，三角支撑架300的三个支撑脚是处于收叠状态，减小占用面积；当需要进行扫描时，再将三角支撑架300的三个支撑脚展开；等三角支撑架300的三个支撑脚完全展开后，伸缩支撑杆200在进行收缩。而待三维扫描装置500在一个扫描点完成扫描时，伸缩支撑杆200现进行拉伸，待伸缩支撑杆200稳定后，再收叠三角支撑架300；等到三角支撑架300完成收叠时，行走装置100再行走到下一个扫描点。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。