本发明专利技术公开了一种无滑环式旋转彩色三维建模装置，包括支撑保护与滤镜模块、激光发射模块、激光接收模块、电机旋转模块及电子电路模块，其中驱动激光发射模块和激光接收模块安装在电机旋转模块的输出端、且均与电子电路模块连接，激光发射模块用于发射点状激光、线状激光或点线状激光至目标区域内，激光接收模块用于接收目标区域内物体反射的反射光线；支撑保护与滤镜模块内侧或外侧设有全景相机模块；电机旋转模块带动激光发射模块和激光接收模块旋转，实现度的三维扫描，通过结合全景相机模块的彩色信息，实现三维的彩色建模。本发明专利技术通过导电轴承实现旋转部分的供电问题，具有高集成的特点，促使系统尺寸小，且便于安装。
A rotating color 3D modeling device without slip ring
【技术实现步骤摘要】
一种无滑环式旋转彩色三维建模装置
本专利技术属于光电
，特别涉及一种无滑环式旋转彩色三维建模装置。
技术介绍
传统的图像技术多指二维平面图像，其单张图像不具备深度信息，随着技术的发展，越来越多的应用场景希望能够获得三维彩色信息，例如，相应的方案包括：双目视觉方案、红外结构光结合摄像头方案、脉冲式激光扫描结合摄像头方案等。双目视觉方案在图像处理过程中需要大量的计算实现特征点的匹配等，且当距离较远的时候，双目无法实现三维的构建；红外结构光结合摄像头方案适合近距离的三维构建；脉冲式激光扫描结合摄像头方案能够同时测量的距离较远和较近的地方，且具有高精度的特点。对于利用脉冲激光三维建模的方式是现阶段主要分为三种方式：相控阵的全固态激光雷达、利用MEMS的半固态激光雷达、机械式旋转扫描式激光雷达，其中全固态激光雷达利用波的相干性进行控制雷达的扫描，半固态激光雷达利用MEMS振动进行激光的偏振扫描，采用同光路接受时，面临MEMS振镜尺寸小，难以做大的困扰；采用非同光路方式的单点接受时，其将接收大量的环境光，引起信号噪声，不利于进行信号处理。采用机械式旋转扫描式激光雷达则由于引入机械零件，为实现扫描，其机械结构比较复杂，且寿命受到滑环的限制。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种无滑环式旋转彩色三维建模装置，其对传统的机械式三维激光雷达结构进行了改进，不是通过对单点发射和接收方式进行复制，达到三维测量的目的，而是将发射的单点激光变为线状激光或点线状激光，从而减少了大量的机械结构件和装配工作；且为了避免滑环的寿命问题，本专利技术采用导电轴承的方案。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种无滑环式旋转彩色三维建模装置，包括支撑保护与滤镜模块及设置于所述支撑保护与滤镜模块内的激光发射模块、激光接收模块、电机旋转模块及电子电路模块，其中激光发射模块和激光接收模块安装在电机旋转模块的旋转输出端、且均与电子电路模块连接，所述激光发射模块用于发射点状激光、线状激光或点线状激光至目标区域内，所述激光接收模块用于接收所述目标区域内物体反射的反射光线；所述支撑保护与滤镜模块内侧或外侧设有全景相机模块；所述电机旋转模块带动激光发射模块和激光接收模块旋转，实现360度的三维扫描，通过结合所述全景相机模块的彩色信息，实现三维的彩色建模。所述电机旋转模块包括电机转动组件和电机固定组件，所述电机转动组件包括转子和与所述转子固定连接的转动架，所述电机固定组件位于所述转子和所述转动架之间、且通过导电轴模块与所述转动架连接，所述激光发射模块和激光接收模块与所述转动架连接。所述电子电路模块包括分别设置于所述电机旋转模块两端的第一电路板和第二电路板，所述第一电路板与所述转动架连接，所述第二电路板与所述电机固定组件连接，所述第一电路板和所述第二电路板通过与所述导电轴承模块连接的导线连接，所述第二电路板为第一电路板供电。所述导电轴承模块包括第一导电轴承和第二导电轴承，所述第二电路板供电的正极通过导线与第一导电轴承或第二导电轴承的外圈连接，所述第二电路板供电的负极通过导线与第二导电轴承或第一导电轴承的外圈连接，所述第一电路板的正极通过导线与第一导电轴承或第二导电轴承的内圈连接，所述第一电路板的负极通过导线与第二导电轴承或第一导电轴承的内圈连接。所述第一电路板上具有储能模块和第一光无线通信模块，所述储能模块用于所述第一电路板断电时的电量供给；所述第二电路板上设有第二无线通信模块，所述第一光无线通信模块与第二无线通信模块实现无线通信。所述激光接收模块包括接收传感器和接收透镜，所述接收透镜用于将所述目标区域内物体反射的反射光线聚焦至接收传感器上，所述接收传感器用于接收光信号、且将接收的光信号转换为电信号输出。当所述激光发射模块发射点状激光时，所述接收传感器为单点接收传感器；当所述激光发射模块发射线状激光或点线状激光时，所述接收传感器为线状接收传感器。所述激光发射模块包括激光发射器，所述激光发射器发射点状激光；或者所述激光发射模块包括激光发射器和光学透镜，所述光学透镜将激光发射器发射出的点状激光变为线状激光；或者所述激光发射模块包括激光发射器和MEMS振镜，所述MEMS振镜通过振动将激光发射器发射出的点状激光转变为点线状激光。所述支撑保护与滤镜模块包括支撑保护组件和设置于所述支撑保护组件透光口上的滤光罩，所述滤光罩用于对过滤非激光波长的光线。所述全景相机模块布置在所述电机旋转模块的下方，包含至少两个摄像头；多个摄像头在一个径向平面上均匀分布。本专利技术的优点及有益效果是：1.本专利技术采用导电轴承方式，没有使用滑环结构，提高系统寿命。2.本专利技术提出线状扫描或点线状扫描的方式，相对传统多个单点并列的扫描方式，机械结构简单，装配方便。3.本专利技术具有高集成的特点，促使系统尺寸小，且便于安装。附图说明图1为本专利技术一实施例的结构示意图；图2为本专利技术一实施例中点状发射激光和接收的原理示意图；图3为本专利技术一实施例中线状发射激光和接收的原理示意图；图4为本专利技术一实施例中点线状发射激光和接收的原理示意图；图5为本专利技术另一实施例的结构示意图。图中：1为激光发射模块；11为激光发射器；12为光学透镜；13为MEMS振镜；2为激光接收模块；21为接收传感器；21-1为单点接收传感器；21-2为线状接收传感器；22为接收透镜；3为电机旋转模块；31为电机转动组件；311为转动架；32为电机固定组件；4为电子电路模块；41为第一电路板；411为第一光无线通信模块；412为储能模块；42为第二电路板；421为第二无线通信模块；422为发射接收模组；5为导电轴承模块；51为第一导电轴承；52为第二导电轴承；6为全景相机模块；7为支撑保护与滤镜模块；71为支撑保护组件；711为固定连接孔；712为装置电源与数据输出输入口；72为滤光罩；8为物体。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术提供的一种无滑环式旋转彩色三维建模装置，包括支撑保护与滤镜模块7及设置于支撑保护与滤镜模块7内的激光发射模块1、激光接收模块2、电机旋转模块3、电子电路模块4及全景相机模块6，其中激光发射模块1和激光接收模块2安装在电机旋转模块3的旋转输出端、且均与电子电路模块4连接，激光发射模块1用于发射点状激光、线状激光或点线状激光至目标区域内，激光接收模块2用于接收目标区域内物体反射的反射光线，通过计算激光发射模块1发射时间与激光接收模块2接收到的时间差，计算物体上被激光照射到的点与装置的距离；电机旋转模块3带动激光发射模块1和激光接收模块2旋转，实现360度的三维扫描，通过结合全景相机模块6的彩色信息，实现三维的彩色建模。支撑保护与滤镜模块7包括支撑保护组件71和设置于支撑保护组件71透光口上的滤光罩72，滤光罩72为圆柱桶形，对于激光波长的光线具有增透作用，对于非激光波长的光线具有滤光作用；装置对外的固定连接孔711位于装置底部，装置电源与数据输出输入口712位于装置底部。全景相机模块6布置在电机旋转模块3的下方、且固定在支撑保护组件71上。全景相机模块6包含至少两个摄像头；多个摄像头在一个径向平面上均匀分布。激光发射模块1和激本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无滑环式旋转彩色三维建模装置，其特征在于，包括支撑保护与滤镜模块(7)及设置于所述支撑保护与滤镜模块(7)内的激光发射模块(1)、激光接收模块(2)、电机旋转模块(3)及电子电路模块(4)，其中激光发射模块(1)和激光接收模块(2)安装在电机旋转模块(3)的旋转输出端、且均与电子电路模块(4)连接，所述激光发射模块(1)用于发射点状激光、线状激光或点线状激光至目标区域内，所述激光接收模块(2)用于接收所述目标区域内物体反射的反射光线；所述支撑保护与滤镜模块(7)内侧或外侧设有全景相机模块(6)；所述电机旋转模块(3)带动激光发射模块(1)和激光接收模块(2)旋转，实现360度的三维扫描，通过结合所述全景相机模块(6)的彩色信息，实现三维的彩色建模。
【技术特征摘要】
1.一种无滑环式旋转彩色三维建模装置，其特征在于，包括支撑保护与滤镜模块(7)及设置于所述支撑保护与滤镜模块(7)内的激光发射模块(1)、激光接收模块(2)、电机旋转模块(3)及电子电路模块(4)，其中激光发射模块(1)和激光接收模块(2)安装在电机旋转模块(3)的旋转输出端、且均与电子电路模块(4)连接，所述激光发射模块(1)用于发射点状激光、线状激光或点线状激光至目标区域内，所述激光接收模块(2)用于接收所述目标区域内物体反射的反射光线；所述支撑保护与滤镜模块(7)内侧或外侧设有全景相机模块(6)；所述电机旋转模块(3)带动激光发射模块(1)和激光接收模块(2)旋转，实现360度的三维扫描，通过结合所述全景相机模块(6)的彩色信息，实现三维的彩色建模。2.根据权利要求1所述的无滑环式旋转彩色三维建模装置，其特征在于，所述电机旋转模块(3)包括电机转动组件(31)和电机固定组件(32)，所述电机转动组件(31)包括转子和与所述转子固定连接的转动架(311)，所述电机固定组件(32)位于所述转子和所述转动架(311)之间、且通过导电轴模块(5)与所述转动架(311)连接，所述激光发射模块(1)和激光接收模块(2)与所述转动架(311)连接。3.根据权利要求2所述的无滑环式旋转彩色三维建模装置，其特征在于，所述电子电路模块(4)包括分别设置于所述电机旋转模块(3)两端的第一电路板(41)和第二电路板(42)，所述第一电路板(41)与所述转动架(311)连接，所述第二电路板(42)与所述电机固定组件(32)连接，所述第一电路板(41)和所述第二电路板(42)通过与所述导电轴承模块(5)连接的导线连接，所述第二电路板(42)为第一电路板(41)供电。4.根据权利要求3所述的无滑环式旋转彩色三维建模装置，其特征在于，所述导电轴承模块(5)包括第一导电轴承(51)和第二导电轴承(52)，所述第二电路板(42)供电的正极通过导线与第一导电轴承(51)或第二导电轴承(52)的外圈连接，所述第二电路板(42)供电的负极通过导线与第二导电轴承(52)或第一导电轴承(51)的外圈连接，所述第一电路板(41)的正极通过导线与第一导电轴承(51)或第...
【专利技术属性】
技术研发人员：冷雨泉，马维斯，占志鹏，任利学，
申请(专利权)人：深圳慎始科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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