一种低成本桌面级3d激光扫描仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种3D扫描仪，尤其是一种低成本的桌面级3D激光扫描仪。
【背景技术】
[0002]随着光电信息技术的不断发展，三维重建技术取得了很大的发展，3D扫描仪在快速成型、文物保护、三维数据测量、逆向工程、医学成像等领域得到了非常广泛的应用。3D扫描仪通过对实际物体的扫描，能够把被测实物的三维信息集到电脑中，从而可以重新生成被测实物的三维模型。目前市场上现有的3D激光扫描仪不仅体积较大不便于携带而且价格比较昂贵，制约了 3D激光扫描仪的普及和发展。
【发明内容】
[0003]针对现有的3D激光扫描仪体积大不方便携带、价格高等问题，本实用新型提供一种低成本的桌面级3D激光扫描仪。
[0004]为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是:一种低成本桌面级3D激光扫描仪，由一个摄像头、两个线状激光器、一个机架、一对滑轨、一个转盘、一个步进电机、一个底座、一块主控板组成。其中两个线状激光器分别位于机架上方的两端，摄像头位于两线状激光器中间，且和两个线状激光器位于机架上的同一水平线上，机架壳体内含有空腔，主控板位于空腔内，底座通过一对滑轨与机架相连，底座内固定有一个步进电机，转盘位于底座上方，且与步进电机相连，转盘可随步进电机的转动而旋转。转盘、步进电机和底座三者组成为一个转台，滑轨具有可伸缩性，推拉滑轨可以改变转台与机架的距离，从而能改变扫描范围。
[0005]扫描前，先对扫描仪上激光器和摄像头的位置进行标定，然后将被扫描物体至于转台上，激光器发出线状光源照射在被扫描物体平面上，通过摄像头成像，根据他所照射的表面的形状发生形变，其所成的像也发生相应的位移。根据已经标定的光源、摄像机的位置，利用物体、激光器和摄像头构成的三角关系计算出被扫描物体上当前光源所在面的距离信息，同时摄像机可获取被扫描物体的实际颜色。转盘在主控板的控制下可带动被扫描物体匀速旋转，从而被扫描物体上的所有的点的位置和色彩都可以被获取。获取到的被扫描物体表面的三维坐标和色彩信息经过计算机处理，便可重构出被扫描物体的三维模型。
[0006]所述主控板中含有电源模块、控制模块、步进电机驱动模块、USB扩展模块。
[0007]所述滑轨具有伸缩功能，且表面具有刻度显示。
[0008]本实用新型的有益效果是:提供了一种成本低，方面携带，操作简单，能够获得较高精度的扫描效果的3D激光扫描仪，使得3D激光扫描仪大众化、平民化。对高精度、低成本的3D激光扫描仪的研究有重要的意义，有利于3D激光扫描仪的普及和发展。
【附图说明】
[0009]下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
[0010]图1为本实用新型的结构简图。
[0011]图2为本实用新型的结构分解图。
[0012]图3为本实用新型中主控板的系统框架图。
[0013]图中，1-第一线状激光器，2-机架，3-第一滑轨，4-转盘，5-底座，6_步进电机，7-第二滑轨，8-主控板，9-第二线状激光器，10-摄像头。
【具体实施方式】
[0014]—种低成本桌面级3D激光扫描仪，由摄像头(10)、第一线状激光器(1)、第二线状激光器(9)、机架(2)、第一滑轨(3)、第二滑轨(7)、转盘(4)、主控板(8)、步进电机(6)、底座(5)、主控板(8)组成。其中第一线状激光器(1)、第二线状激光器(9)分别位于机架(2)上方的两端，摄像头(10)位于两线状激光器中间，且和两个线状激光器位于机架(2)上的同一水平线上，机架(2)壳体内含有空腔，主控板(8)位于空腔内，底座(5)通过第一滑轨
(3)和第二滑轨(7)与机架(2)相连，底座(5)内固定有一个步进电机(6)，转盘(4)位于底座(5 )上方，且与步进电机(6 )相连，转盘(4 )可随步进电机(6 )的转动而旋转。转盘(4 )、步进电机(6 )和底座(5 )三者组成为一个转台，第一滑轨(3 )和第二滑轨(7 )都具有可伸缩性，推拉滑轨可以改变转台与机架(2)的距离，从而能改变扫描范围。
[0015]扫描前，先对扫描仪上第一线状激光器(1)、第二线状激光器(9 )和摄像头(10 )的位置进行标定，然后将被扫描物体至于转盘(4)上，激光器发出线状光源照射在被扫描物体平面上，通过摄像头(10)成像，根据它所照射的表面的形状发生形变，其所成的像也发生相应的位移。根据已经标定的激光器、摄像机(10)的位置，利用物体、激光器和摄像头(10)构成的三角关系计算出被扫描物体上当前光源所在面的距离信息，同时摄像机(10)可获取被扫描物体的实际颜色。转盘(4)在主控板(8 )的控制下可带动被扫描物体匀速旋转，从而被扫描物体上的所有的点的位置和色彩都可以被获取。获取到的被扫描物体表面的三维坐标和色彩信息经过计算机处理，便可重构出被扫描物体的三维模型。
【主权项】
1.一种低成本桌面级3D激光扫描仪，由一个摄像头、两个线状激光器、一个机架、一对滑轨、一个转盘、一个步进电机、一个底座、一块主控板组成，其中两个线状激光器分别位于机架上方的两端，摄像头位于两线状激光器中间，且和两个线状激光器位于机架上的同一水平线上，机架壳体内含有空腔，主控板位于空腔内，底座通过一对滑轨与机架相连，底座内固定有一个步进电机，转盘位于底座上方，且与步进电机相连，转盘可随步进电机的转动而旋转，转盘、步进电机和底座三者组成为一个转台，滑轨具有可伸缩性，推拉滑轨可以改变转台与机架的距离，从而能改变扫描范围。2.根据权利要求1所述的一种低成本桌面级3D激光扫描仪，其特征在于，所述主控板中含有电源模块、控制模块、步进电机驱动模块、USB扩展模块。3.根据权利要求1所述的一种低成本桌面级3D激光扫描仪，其特征在于，所述滑轨具有伸缩功能，且表面具有刻度显示。
【专利摘要】本实用新型涉及一种低成本桌面级3D激光扫描仪，由一个摄像头、两个线状激光器、一个机架、一对滑轨、一个转盘、一个步进电机、一个底座、一块主控板组成。机架壳体内含有空腔，主控板位于空腔内，底座通过一对滑轨与机架相连，底座内固定有一个步进电机，转盘位于底座上方，且与步进电机相连，转盘可随步进电机的转动而旋转。转盘、步进电机和底座三者组成为一个转台，滑轨具有可伸缩性，推拉滑轨可以改变转台与机架的距离，从而能改变扫描范围。本实用新型成本低，方面携带，操作简单，精度高，使得3D激光扫描仪大众化、平民化。对高精度、低成本的3D激光扫描仪的研究有重要的意义，有利于3D激光扫描仪的普及和发展。
【IPC分类】G01B11/24, G01J3/46
【公开号】CN205002743
【申请号】CN201520473639
【发明人】严奎, 张永升, 乔成雪, 刘永政, 仇群策, 左承鹏, 许雷
【申请人】南京创翼智能科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年7月5日