激光雷达三维扫描相机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种激光雷达三维扫描相机，其包括壳体以及安装在所述壳体中的相机和激光雷达，其中，所述相机具有围绕其主光轴形成的视野，所述激光雷达能够在其扫描平面上发射激光信号并接收返回的激光信号，并且所述壳体设有供所述相机的视野穿过的相机开口和供所述激光雷达的扫描平面穿过的雷达开口，并且其中，所述相机与所述激光雷达彼此错开，以使得所述相机与所述激光雷达的扫描平面间隔开，并且所述激光雷达在所述相机的视野之外。由此，可以将所述激光雷达和所述相机布置得较为紧凑，从而减小激光雷达三维扫描相机的结构体积和重量，以使得其可以大规模用于房屋展示、装修量房等消费场景。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达三维扫描相机
本技术涉及三维重建领域，更具体地涉及一种激光雷达三维扫描相机。
技术介绍
现有的室内三维重建扫描仪包括结构光相机和激光雷达扫描相机。结构光相机的可视距离较短，误差较大；激光雷达扫描相机的可视距离长(可达百米以上)，精度高，扫描慢，多用于工业使用。激光雷达扫描相机通常都是价值高昂的工业作业设备，很少有消费级的设备，其工作原理大体是设备架设在三脚架上，激光雷达和彩色相机朝向同一个方向观测，设备底部通过电机带动旋转360°，即得到一个点位的全景点云和全景照片，通过标定的参数进行融合即可得到彩色点云，经多点融合处理后就可以得到建筑的三维模型。然而，一方面，现有的激光雷达三维扫描设备造价高昂，作业时间长，多为工业级应用；另一方面，激光雷达和彩色相机朝同一方向分布，这就导致设备的高度较高或宽度较大，设备尺寸较大。这两方面原因导致现在的激光雷达三维扫描相机很难大规模消费级使用。因此，在本领域中，亟需一种结构设计体积小、重量轻、拍摄效率高的三维重建设备，便于在房屋展示、装修量房等消费场景大规模使用。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中的问题，本技术提出了一种激光雷达三维扫描相机，其包括壳体以及安装在所述壳体中的相机和激光雷达，其中，所述相机具有围绕其主光轴形成的视野，所述激光雷达具有沿着其扫描平面形成的视野，并且所述壳体设有供所述相机的视野穿过的相机开口和供所述激光雷达的视野穿过的雷达开口，其中，所述相机的主光轴和所述激光雷达的扫描平面围绕竖直方向彼此错开一角度，以使得所述相机与所述激光雷达处于彼此的视野之外。可选地，所述相机的主光轴沿着水平方向延伸，并且所述激光雷达的扫描平面是一个或多个竖直平面。可选地，所述激光雷达在所述相机的上方，并且所述激光雷达和所述相机在竖直方向上部分地重叠。可选地，所述相机和所述激光雷达在竖直方向上相邻。可选地，所述相机的主光轴和所述激光雷达的扫描平面之间的所述角度在70°至110°之间。可选地，所述相机的主光轴和所述激光雷达的扫描平面之间的所述角度为90°。可选地，所述壳体具有在所述相机开口的上下两侧形成的一对平坦外表面，其中，所述一对平坦外表面与所述相机开口相邻并且彼此之间具有至少等于150°的夹角。可选地，所述雷达开口以至少等于150°的角度围绕所述激光雷达延伸。可选地，所述雷达开口围绕所述激光雷达延伸超过所述激光雷达的正上方。可选地，所述激光雷达三维扫描相机还包括固定在所述壳体中的框架，其中，所述相机和所述激光雷达均被安装在所述框架上。本技术可以体现为附图中的示意性实施方式。然而，应注意的是，附图仅仅是示意性的，任何在本技术的教导下所设想到的变化都应被视为包括在本技术的范围内，并且本技术的范围仅仅通过所附权利要求来限定。附图说明附图示出了本技术的示例性实施方式。这些附图不应被解释为必然地限制本技术的范围。通篇相同的数字和/或类似的附图标记可指相同和/或类似的元件。在各个附图中：图1是根据本技术的激光雷达三维扫描相机的示意性立体图；图2是根据本技术的激光雷达三维扫描相机的示意性立体图，其中壳体被移除以便示出内部部件；图3是根据本技术的激光雷达三维扫描相机的示意性立体图，其中壳体被部分地移除以便示出内部部件；图4是根据本技术的激光雷达三维扫描相机的示意性俯视图；以及图5是根据本技术的激光雷达三维扫描相机的示意性侧视图。具体实施方式本技术的各个方面和优点将从以下参考附图给出的描述中变得显而易见，其中，附图中示出了本技术的示例性实施方式。然而，本技术可以实现为许多不同的形式并且不应解释为必然地限制于这里示出公开的示例性实施方式。相反，这些示例性实施方式仅仅被提供用于说明本技术以及向本领域的技术人员传递本技术的理念。下面将参考各个附图详细描述根据本技术的激光雷达三维扫描相机的非限制性的实施方式。在各个附图中，图1是根据本技术的激光雷达三维扫描相机的示意性立体图；图2是根据本技术的激光雷达三维扫描相机的示意性立体图，其中壳体被移除以便示出内部部件；图3是根据本技术的激光雷达三维扫描相机的示意性立体图，其中壳体被部分地移除以便示出内部部件；图4是根据本技术的激光雷达三维扫描相机的示意性俯视图；图5是根据本技术的激光雷达三维扫描相机的示意性侧视图。在各个附图中，以箭头“VV’”示出了竖直方向，然而在本文中使用“竖直方向VV’”仅仅是出于参考附图更直观地描述本技术的技术方案的目的，其不应以任何方式解释成是对本技术的保护范围的限制。参考图1和图2，根据本技术的激光雷达三维扫描相机主要包括壳体100以及安装在壳体100中的相机200和激光雷达300，其中，所述相机200具有围绕其主光轴XX’形成的相机视野CVF(例如锥形视野)，所述相机200能够采集落入其相机视野CVF中的周围环境的图像(下文中简称为环境图像)，显然，该环境图像能够反映周围环境的外观或样貌，而所述激光雷达300能够在其扫描平面SP上发射激光信号并接收返回的激光信号，也就是说，所述激光雷达300具有沿着其扫描平面SP形成的雷达视野RVF，通过对比发射信号和返回信号的参数，所述激光雷达300能够确定周围环境落在扫描平面SP上的点相对于所述激光雷达300的方位，也就是说所述激光雷达300能够生成周围环境落在扫描平面SP上的带有方位信息的点(下文中简称为环境点云)，而利用环境点云即可对环境的结构进行建模，从而生成环境的结构模型。进一步地，通过将反映环境外观的环境图像与反映环境方位的环境点云(即，环境的结构模型)相结合，能够赋予结构模型以图像或者外观，从而生成环境模型。更进一步地，当例如使用电机围绕竖直方向VV’以360°旋转壳体100时，相机200的相机视野CVF和激光雷达300的扫描平面SP也将围绕竖直方向VV’旋转360°，从而使得相机200将围绕竖直方向VV’生成360°的环境图像、即全景图像，而激光雷达300将围绕竖直方向VV’生成360°的环境点云、即全景点云，并进一步生成全景三维结构模型。然后，通过将全景图像与全景三维结构模型相结合，能够实现对周围环境进行全景三维建模，也即获得周围环境的全景三维模型。可选地，为了便于后续处理(例如环境图像与结构模型的结合)，相机200的主光轴XX’沿着一水平方向延伸，激光雷达300的扫描平面SP是一个或多个竖直平面。然而，如上所述，相机200需要生成落入其相机视野CVF中的周围环境的图像，而激光雷达300需要在其扫描平面SP上发射和接收激光信号。因此，为了避免相机200和激光雷达300相互干扰且都能获得足够大的竖直方向VV’视角，如图2和图3所示，相机200与激光雷达300彼此错开，更具体地，相机200的主光轴XX’与激光雷达300的扫描平面SP围绕竖直方向VV’错开一角度(如图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达三维扫描相机，其包括壳体(100)以及安装在所述壳体(100)中的相机(200)和激光雷达(300)，其中，所述相机(200)具有围绕其主光轴(XX’)形成的视野，所述激光雷达(300)具有沿着其扫描平面(SP)形成的视野，并且所述壳体(100)设有供所述相机(200)的视野穿过的相机开口(110)和供所述激光雷达(300)的视野穿过的雷达开口(140)，所述激光雷达三维扫描相机的特征在于，/n所述相机(200)的主光轴(XX’)和所述激光雷达(300)的扫描平面(SP)围绕竖直方向(VV’)彼此错开一角度

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达三维扫描相机，其包括壳体(100)以及安装在所述壳体(100)中的相机(200)和激光雷达(300)，其中，所述相机(200)具有围绕其主光轴(XX’)形成的视野，所述激光雷达(300)具有沿着其扫描平面(SP)形成的视野，并且所述壳体(100)设有供所述相机(200)的视野穿过的相机开口(110)和供所述激光雷达(300)的视野穿过的雷达开口(140)，所述激光雷达三维扫描相机的特征在于，
所述相机(200)的主光轴(XX’)和所述激光雷达(300)的扫描平面(SP)围绕竖直方向(VV’)彼此错开一角度以使得所述相机(200)与所述激光雷达(300)处于彼此的视野之外。


2.根据权利要求1所述的激光雷达三维扫描相机，其特征在于，所述相机(200)的主光轴(XX’)沿着水平方向延伸，并且所述激光雷达(300)的扫描平面(SP)是一个或多个竖直平面。


3.根据权利要求1所述的激光雷达三维扫描相机，其特征在于，所述激光雷达(300)在所述相机(200)的上方，并且所述激光雷达(300)和所述相机(200)在竖直方向(VV’)上部分地重叠。


4.根据权利要求3所述的激光雷达三维扫描相机，其特征在于，所述相机(200)和所述激光雷达(300)在竖直方向(VV’)上相邻。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：程显昱，
申请(专利权)人：贝壳技术有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12