CN101416024A - 用于三维检测空间区域的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于三维检测空间区域的装置，该装置具有用于确定距空间区域(36)中的目标点(20)的距离的距离测量器和图像记录单元(70)。距离测量器具有：发射器(12)，用于向目标点发射尽可能为束状的发射信号(18)；接收器(14)，用于接收目标点的反射信号(24)；以及分析和控制单元(16)，其构建为根据发射信号(18)和反射信号(24)确定距目标点的距离。此外，该装置还包括射束扫描单元(22，30，54)，其构建为使发射信号(18)指向不同的空间方向。图像记录单元(70)具有限定的图像记录区域，并且图像记录单元与射束扫描单元(22，30，54)耦合，以便将图像记录区域和发射信号(18)对准相同的目标点(20)。

Description

用于三维检测空间区域的装置和方法
本发明涉及一种用于三维检测空间区域的装置，其具有用于确定距空间区域中的目标点的距离的距离测量器和射束扫描单元，其中距离测量器具有：发射器，用于向目标点发射尽可能为束状的发射信号；接收器，用于接收目标点的反射信号；以及分析和控制单元，分析和控制单元构建为根据发射信号和反射信号来确定距目标点的距离，而其中射束扫描单元被构建为将发射信号指向不同的空间方向。
此外，本发明还涉及一种用于三维检测空间区域的方法，该方法具有如下步骤：朝空间区域中的目标点发射尽可能为束状的发射信号，接收目标点的反射信号，并根据发射信号和反射信号确定距目标点的距离，以及借助射束扫描单元使发射信号指向不同的空间方向。
这样的装置和这样的方法在DE 202 08 077 U1中已公开。
已知的装置使用激光束，借助旋转的反射器将该激光束朝着不同的空间方向偏转。反射器绕着水平的转动轴线旋转，并且相对于该转动轴线倾斜45°，使得激光束扫过垂直的区域。附加地，测量头和发射器、接收器以及转动反射器一同绕着垂直轴转动。由此，已知的装置可以近似完全地扫描一个空间区域。激光数仅仅向下受到了测量头的壳体和/或支承面的限制。
利用已知的装置可以记录空间或者空间区域的三维距离影像(Entfernungsabbild)。这种装置的优选应用是例如测量隧道区段(Tunnelroehren)、建筑、纪念物或者无人驾驶的运输系统的导向。基于所获得的距离信息，也可以事后根据所记录的数据确定空间或者空间区域内的尺寸。然而，单纯的距离数据对所记录的空间区域的视觉观感是不利的。由于这样的原因，已知的装置也确定反射信号的强度值，由此可以产生强度图像，该图像大致类似于空间或空间区域的黑白图像。虽然由此已经可以给出所记录的空间区域的良好的视觉观感，但存在更为逼真地进行三维检测和再现的愿望。
在这样的背景下，本发明的任务是改进开头所述类型的装置和方法，以便产生以三维方式检测到的空间区域的更切合实际且更为逼真的观感。
根据本发明的一个方面，该任务借助用于记录空间区域的影像的图像记录单元来解决，其中图像记录单元具有限定的图像记录区域(视域)，并且其中图像记录单元与射束扫描单元耦合，以便将图像记录区域和发射信号对准相同的目标点。
根据本发明的另一方面，该任务通过一种开头所述类型的方法来解决，其中此外还利用图像记录单元记录空间区域的影像，其中图像记录单元(70)具有限定的图像记录区域，并且其中图像记录单元与射束扫描单元耦合，以便将图像记录区域和发射信号对准多个相同的目标点。
也就是说，本发明将开头所描述的类型的装置和方法与图像记录单元或者“摄像器”结合，借助该图像记录单元或者“摄像器”可以拍摄空间区域的“标准”照片。优选地，其涉及数字图像记录单元，使得图像数据能够以数字形式存在，并且可以与典型的同样为数字的距离信息一起被存储。
根据本发明，图像记录单元与射束扫描单元耦合，使得由图像记录单元记录的空间区域可以精确匹配地与距离测量器的距离信息关联。由此可以使距离测量器的距离信息非常简单且精确地与图像记录单元的纯粹视觉图像信息相一致。通过组合获得了所检测到的空间区域的非常逼真的影像，如人们由摄影记录所习惯的那样。这种影像的质量高于可以由距离测量器的强度影像导出的光学观感。然而除高质量的光学影像之外，新的装置也提供距目标点的距离信息，并且该装置由此提供了已知的装置的所有优点和使用可能性。
由于新的装置借助图像记录单元提供的高的图像质量，可以更好地识别和分析空间区域中的光学细节。由此，展现了新的应用可能性，譬如三维记录意外事故或者犯罪现场以用于警务调查的文件制作。
总之，新的装置提供了一种成本低廉的可能性，以便具有高细节地三维检测并且真实地再现空间区域。上述任务因此被完全解决。
在一种优选的扩展方案中，图像记录单元构建为记录空间区域的彩色光学影像。
借助该扩展方案实现了空间区域的更为接近真实的检测。空间区域内的各个细节还可以借助检测到的图像信息更为精确地评估。
在另一扩展方案中，图像记录单元被构建为记录空间区域的热影像或者在其他波长范围中记录空间区域的影像。
在该扩展方案中，图像记录单元尤其是具有记录空间区域的红外影像的能力。由此，可以检测空间区域的其他特征并且针对稍后的分析而被文档化。新的装置的使用领域以有利的方式被进一步扩大。
在另一扩展方案中，分析和控制单元构建为根据反射信号的信号幅度确定空间区域的灰度级影像。
该扩展方案就本身而言也已经在已知的装置中被实现。该扩展方案结合本发明具有如下特别的优点：借助图像记录单元所记录的图像信息可以与距离测量器的“图像信息”相比较，以便获得关于所检测的空间区域的特征的进一步推断。尤其是，通过将彩色的光学影像与距离测量器的灰度级图像比较，可以推断出反射特性，并且由此可以推断出在空间区域中的对象的材料特征。
在另一优选的扩展方案中，分析和控制单元此外还被构建为使灰度级影像与图像记录单元的影像精确地(并且优选完全地、即对距离测量器的每个测量点)叠加。
利用该扩展方案，借助图像记录单元所记录的空间区域的光学影像可以非常简单且精确地与借助距离测量器所确定的距离信息关联。尤其是，该扩展方案能够实现其中任意点与距离信息关联的灰度级图像用图像记录单元的光学影像“着色”，以便针对每个目标点获得具有附加的距离信息的、极其逼真的影像。
在另一扩展方案中，射束扫描单元具有第一转动驱动器，以便绕着优选垂直的第一转动轴线转动束状的发射信号。
该扩展方案简化了借助新的图像记录单元对空间区域的全景图像或者周围图像的记录。由此，该扩展方案能够实现在360°方位角上对空间区域进行非常容易的检测。
在另一扩展方案中，图像记录单元具有带有多个行状地并排设置的图像单元(像素)的图像传感器，这些图像单元形成图像单元行，其中图像单元行可以与第一转动轴线平行地定位。
该扩展方案包含借助具有矩阵形布置的多个图像单元的图像传感器的实现形式，只要能够有目的地读取平行于第一转动轴线或者可与第一转动轴线平行定位的图像单元行或者列的图像单元。该扩展方案是有利的，因为在图像记录单元绕着第一转动轴线转动时以扫描的方式和方法来进行光学图像记录，这对应于距离测量器的工作方式。因此，光学图像信息和距离信息可以更为简单且更精确地关联。与此无关地，该扩展方案一方面包含如下实现形式：其中图像记录单元设置在相对于距离测量器的固定位置中，并且还包含如下实现形式：其中图像记录单元相对于距离测量器可旋转或者在其他方面是可变的。相应地，图像单元行可以持续与第一转动轴线平行，或者其仅仅为了记录图像而旋转到这样的取向中。
在另一优选的扩展方案中，图像传感器是行传感器(zeilensensor)。
行传感器在该扩展方案的意义上是图像传感器，这些图像传感器仅仅具有小数目的、带有用于记录图像信息的图像单元的行或者列。一种优选的用于单色图像记录(黑白)的行传感器仅仅具有唯一一行或者列的图像单元。而特别优选的用于记录空间区域的彩色影像的行传感器具有三个彼此平行的图像单元行，其中第一图像单元行设计用于记录第一颜色成分(例如红色)、第二图像单元行设计用于记录第二颜色成分(例如绿色)而第三图像单元行设计用于记录第三颜色成分(例如蓝色)。这些扩展方案能够实现成本特别低廉的实现形式。此外在该扩展方案中，图像记录单元的图像信息可以被非常简单且快速地读取，并且可以与距离测量器的距离信息关联。此外，该扩展方案有助于减小图像文件的大小，而不会导致图像质量的损失。
在另一扩展方案中，图像传感器具有多个彼此平行的图像单元行，用于记录不同的色彩成分，其中平行的图像单元行彼此分别以限定的间距设置，并且其中第一转动驱动器具有如下转动速度：该转动速度与限定的间距相配合或者被配合，使得平行的图像单元行中的每个都记录同样的目标点。
该扩展方案特别有利地与如下图像传感器相结合：该图像传感器具有三个平行的图像单元行，用于记录三个不同的色彩成分或者不同颜色的行图像，尤其是用于记录空间区域的红色、绿色和蓝色的行影像。借助第一转动驱动器的配合的转动速度实现三个色彩图像能够非常简单地并且尤其是彼此精确地叠加，以便以这样的方式获得空间区域的“多彩”影像。在该扩展方案中特别优选的是，第一转动驱动器的转动速度可以根据图像单元行的距离、在图像记录时的现有和所设置的行分辨率和/或根据对各个行记录所需的曝光时间来调节，因为在该扩展方案中最佳的图像质量可以根据周围情况来实现。
在另一扩展方案中，射束扫描单元具有第二转动驱动器，以便使发射信号绕着优选水平的第二转动轴线转动。
该扩展方案能够以非常简单的方式实现在方位角以及仰角(Elevation)中近似完全地对空间区域进行检测。
在另一扩展方案中，图像单元行可以垂直于第二转动轴线定位。
该扩展方案是有利的，因为串行读取的图像单元可以非常好地分配给借助绕着第二转动轴线转动的发射信号来扫描的目标点。
在另一扩展方案中，第一和第二转动轴线限定了轴线交点，并且图像记录单元具有光轴，该光轴可以至少选择性地定位在轴线交点的区域中。优选地，图像记录单元可以被定位为使得其光轴穿过这两个转动轴线的轴线交点。
借助该扩展方案减小了在图像记录单元的视角与距离测量器的视角之间的视差或者甚至将该视差最小化。因此，借助该扩展方案可以更简单且更精确地分配距离信息和图像信息。可以更好地避免视差误差。
在另一扩展方案中，该装置包含可在高度上进行调节的支架，该支架具有用于精确地定位图像记录单元的高度刻度。
就此而言，根据本发明的图像记录单元与距离测量器的组合在实际中难于实现，因为图像记录单元会影响距离测量器的视域。当图像记录单元要以光轴引入轴线交点的区域中时，情况尤其如此。该优选的扩展方案能够实现将图像记录单元设置在轴线交点之上或者之下。借助高度刻度可以补偿偏差，其方式是首先在第一通道中不用图像记录单元地记录距离影像，并且接着在第二通道中记录光学影像，其中支架(例如三脚架或者高度可调的柱)在两个通道之间精确地下降或者上升到如此程度，使得图像记录单元到达第一通道的转动轴线的轴线交点。该扩展方案是将图像记录单元和距离测量单元结合在一个装置中的非常简单且成本低廉的可能性。
在另一扩展方案中，射束扫描单元包含转动反射器，该转动反射器构建为将发射信号朝着不同的空间方向偏转，其中图像记录单元可以至少可选地定位在转动反射器的区域中。
该扩展方案提供了一种将图像记录单元集成到开头所描述类型的装置中的特别灵巧的可能性。由于图像记录单元可以定位在转动反射器的区域中，所以可以以非常简单的方式将视差误差减小到最小。
在另一扩展方案中，该装置具有壳体结构，该壳体结构具有至少两个彼此分离的壳体件，并且该装置具有用于图像记录单元的保持器，该保持器与至少一个壳体件可拆卸地相连。
该扩展方案能够实现可选地以带有或者不带有图像记录单元的方式来驱动该新的装置，使得能够任选地使用图像记录单元。此外，利用该扩展方案，旧的装置可以非常简单地加装新的图像记录单元。
在另一扩展方案中，保持器具有可摆动的臂，图像记录单元设置在该臂上，更为确切地说优选同样是可拆卸的。
在实际的实施例中，该扩展方案已证明是非常简单且强健的可能性，其不仅能够实现简单的操作，而且能够实现在图像信息和距离信息叠加或关联时的高精度。
在另一扩展方案中，保持器具有大致U形的夹持器，以便将保持器插到所述至少一个壳体件上。
该扩展方案已证明是为现有装置加装新的图像记录单元的非常简单且有利的解决方案。
在另一扩展方案中，图像记录单元借助保持器可以在位于至少两个壳体件之间的平面中摆动。优选地，第一转动驱动器的转动轴线也在该平面中走向，使得图像传感器可以借助保持器相对于转动轴线大概一致地定位。
该扩展方案具有如下优点：图像记录单元一方面可以非常靠近新的装置的中心，该中心通常限定了距离测量器的坐标原点；另一方面，图像记录单元也可以简单地从该区域中转出来，由此距离测量器获得了对空间区域中的目标点的很大程度上自由的视野。该扩展方案因此将相对简单的、成本低廉并且强健的结构与将图像记录单元几乎最优地设置在新的装置的中心的可能性相结合。
应该理解的是，前面所述的以及接下来还要阐述的特征不仅可以以各说明的组合来使用，而且可以以其他组合或者单独地使用，而未离开本发明的范围。
本发明的实施例示出在附图中并且在下面的描述中将更为详细地予以阐述，其中：
图1以简化的、部分剖切的视图示出了新的装置的一种优选的实施例；
图2示出了具有图像记录单元的图1中的装置的详细视图，该图像记录单元借助保持器固定在该装置的壳体件上；
图3示出了新的图像记录单元的简化后的、示意性的视图；以及
图4示出了处于第二工作位置中的图1中的装置。
在图1至4中，新的装置的优选的实施例在其整体上用参考数字10表示。
装置10包含发射器12和接收器14，这两者都与分析和控制单元16相连。在优选的实施例中，发射器12包含激光二极管，该激光二极管构建为发射激光束18，以便照射在空间区域中的目标点20。典型地，激光束18被调制。然而，本发明并不限于这种类型的距离测量器。例如，发射信号也可以是超声信号或者其他光学或者电磁信号。
在该实施例中，激光束18通过反射器22朝着目标点20转向。用参考数字24表示被目标点20反射的且通过反射器22朝着接收器14转向的反射束。分析和控制单元16在此能够根据所发射的激光束18和接收到的反射束24的传播时间来确定装置10距目标点20的距离。对此，根据相位和/或脉冲来分析在两个信号之间的时间差。相应地，发射器12、接收器14以及分析和控制单元16构成距离测量器。
反射器22在此构建在圆柱体26的前端面上，该圆柱体通过轴28与转动驱动器30相连。借助转动驱动器30可以使反射器22绕着转动轴线32转动。反射器22的相应的转动位置可以借助编码器34来确定。编码器34的输出信号同样被输送给分析和控制单元16(在此出于清楚的原因而未示出)。
在优选的实施例中，转动轴线32水平地设置，并且反射器22相对于转动轴线32倾斜大约45°角。反射器22绕着水平轴线32的转动由此引起激光束18沿着垂直平面偏转，该垂直平面垂直于转动轴线32。激光束18在一定程度上形成扇形，用该扇形扫描垂直平面中的空间区域36。
在该实施例中，装置10具有壳体结构，该壳体结构基本上具有两个壳体件38，40，它们设置在共同的基板42上。在图1中左边的壳体件38中，安装有发射器12、接收器14以及分析和控制单元16。图1中右边的壳体件40容纳有转动驱动器30以及编码器34和圆柱体26，其中圆柱体26以反射器22从壳体件40中突出，使得反射器22大致中心地设置在两个壳体件38、40之间。在优选的实施例中，两个壳体件38、40分别具有增强的侧壁44或46，它们彼此平行地对置并且形成在壳体件38、40之间的中间空间48的边界。侧壁44具有开口50，激光束18可以通过该开口从壳体件38向外射出，而反射束24又可以射入壳体件38中。在本发明的优选的实施例中，开口50用窗封闭，以避免污物侵入壳体件38中。
壳壁46具有开口52，圆柱体26通过该开口伸入中间空间48中。在本发明的优选的实施例中，侧壁44、46形成壳体结构的支承件，这些支承件与基板42固定相连，而壳体件38、40可以远离基板42或者侧壁44、46。
基板42设置在转动驱动器54上，该转动驱动器位于三脚架56上。三脚架56可以在高度上进行调节并且具有刻度58，以便能够进行精确的且可再现的高度调节。用参考数字60表示编码器，借助该编码器可以确定转动驱动器54的转动位置。编码器60的输出信号同样被输送给分析和控制单元16(在此未示出)。
转动驱动器54能够实现装置10绕着垂直转动轴线62转动，该转动轴线62与转动轴线32一同限定了轴线交点64。轴线交点64大致位于反射器22的中心并且在本发明的优选实施例中限定了坐标系的原点，距离测量器的所有距离测量值参照该坐标系。在该优选的实施例中，轴线交点64大致中心地位于侧壁44、46之间的中间空间48中。
借助转动驱动器54，可以使借助转动驱动器30产生的“扫描扇面”在方位角中转动达到360°。由此，激光束18能够照射在装置10周围的几乎任意目标点20。仅仅向下由于基板42而出现阴影，使得距离测量器的视角向下限制到相对于垂线大约70°。
用参考数字70表示图像记录单元，该图像记录单元在该实施例中具有行传感器72，该行传感器具有多个行状并排设置的图像单元74。在该优选的实施例中，行传感器72具有三个平行并排设置的图像单元行72a、72b、72c，它们彼此以大致对应于三个至十个图像单元74的宽度的相对距离设置(在此并未合乎比例地示出)。在每个图像单元行72a、72b、72c之上设置有另一滤色器(在此未示出)，使得图像单元行72a、72b、72c记录不同颜色的行图像，这些行图像一起产生RGB彩色行图像。图像记录单元70的其他细节下面参照图3予以进一步描述。
图像记录单元70在此通过栓塞76可拆卸地固定在摆动臂78上。摆动臂78构造为L形，其中图像记录单元70设置在摆动臂78的第一腿部上。摆动臂78的第二腿部用栓塞80可摆动地安置在保持器82上。图1示出了处于摆动臂78的第一摆动位置中的图像记录单元70。图4示出了处于第二摆动位置的图像记录单元70，其中图像记录单元70在此至少部分伸入侧壁44、46之间的中间空间48中。
图2以对侧壁46的侧视图示出了具有图像记录单元70的保持器82。如在此可以看到的那样，保持器82包含大致U形的夹持器84，该夹持器从上面推上侧壁46。夹持器84的侧向腿部86包围侧壁46的上部区域。侧向腿部借助夹紧螺钉88固定，这些夹紧螺钉嵌接到夹持器84上的相应钻孔90中并且(在优选的实施例中)嵌接在侧壁46中。通过松开螺钉88可以将夹持器84向上从侧壁46拉出，使得带有图像记录单元70的整个保持器82可以与其余的装置10分离。
夹持器84具有槽92，栓塞94通过该槽突出，该栓塞通过中间件96与摆动臂78相连。栓塞94通过螺母固定在夹持器84上。
图像记录单元70在此具有管筒100，在该管筒中设置有行传感器72。此外，存储器102安装在管筒100中，在该管筒中暂存行传感器72的图像数据。存储器102与分析和控制单元16相连(在此未示出)。
在该实施例中，图像记录单元70具有带有所谓鱼眼-物镜104的光学系统，该鱼眼物镜能够实现非常大的图像记录区域106。在一种优选的实施例中，图像记录区域106相对于图像记录单元70的光轴108达到大约-70°至+70°。在优选实施例中，行传感器72具有大约5000个像点的分辨率。
图1示出了处于一个摆动位置中的图像记录单元70，该摆动位置能够实现在第一数据检测通道中用装置10进行无干扰的距离测量。在该第一通道中，反射器22绕着转动轴线32转动，而装置10绕着垂直轴线62转动。同时，发射器12发射调制过的激光束18，该激光束基于这两个转动运动扫描在装置10周围的空间区域36。借助反射束24和借助编码器34、60确定的转动驱动器30、54的角度位置，分析和控制单元16对任意目标点20确定相对于轴线交点64的距离。此外，分析和控制单元16还分析反射束24对每个目标点20的幅度，以便产生空间区域36的强度影像或者灰度级影像。
在装置10借助距离测量器12、14、16检测感兴趣的空间区域36之后，发射器12被关断。图像记录单元70借助保持器82被引入图4中所示的位置中。如在那里所示的那样，保持器82被构建为，使得行传感器72在该位置中平行于转动轴线62且相对于转动轴线大致中心地并与其一致地定位。光轴108于是与转动轴线62对准，然而以直角与其相交。然而，在检测距离值时，图像记录单元70在此还比轴线交点64略高。因此，在本发明的该优选实施例中，整个装置10借助三脚架56向下运动，更为确切地说，向下运动距离D，该距离与光轴108距轴线交点64的垂直距离大致对应。接着，装置10借助转动驱动器54第二次环绕地运动，其中图像记录单元70逐行地扫描并且记录周围的空间区域36。来自行传感器72的图像数据暂存在中间存储器102中并且输送给分析和控制单元16。分析和控制单元16随后可以使距离测量器的数据与图像记录单元70的图像数据精确地并且尤其是针对所有的像点(完全地)叠加，因为避免了距离测量器与图像记录单元之间的视差误差。在本发明的特别优选的实施例中，分析和控制单元16构建为自动地将距离测量器的灰度级图像与来自图像记录单元的逐行记录的影像叠加，其中使用了编码器34、60的信息。优选地，为此事先按照限定的测试图像校准图像记录单元70的位置。
对此可替换地，进行距离测量器的数据和图像数据的叠加和关联，其方式是距离测量器的灰度级图像和图像数据(必要时在手动地后处理的情况下)彼此精确匹配地叠加。
在本发明的优选的实施例中，分析和控制单元16是个人计算机，该个人计算机安装在装置10的壳体件38中。然而对此可替换地，壳体件38也可以包含分析和控制单元16的前置级，其主要进行数字信号处理。对距离测量器的数据和图像数据的实际分析以及尤其是叠加或合并于是可以在外部个人计算机(在此未示出)中进行，这具有如下优点：基于在装置10中的有限的空间供给，外部个人计算机可以具有更高的计算效率。
转动驱动器54在此能够使图像记录单元以不同的转动速度转动。在一种优选的扩展方案中，转动驱动器54与分析和控制单元16耦合(在此未示出)，该分析和控制单元控制驱动器54的转动速度。在一种优选的实施例中，分析和控制单元16首先控制第一图像记录循环以便确定环境亮度。据此，分析和控制单元16调节所连接的图像记录单元70的曝光时间和/或光圈。此外，分析和控制单元16根据曝光时间/光圈以及所设置的行分辨率(例如对于360°旋转为3600个行图像)确定转动驱动器54的最佳旋转速度。转动速度被调节，使得平行的行传感器72a、72b、72c尽管其侧向偏移仍分别记录恰好同样的目标点，使得对于任何目标点都有三个色彩成分可供使用，它们一起形成RGB彩色行图像。也就是说，三个图像单元行的侧向距离通过图像记录单元70的转动运动来补偿。

Claims (19)

1.一种用于三维检测空间区域(36)的装置，该装置具有用于确定距空间区域(36)中的目标点(20)的距离的距离测量器和射束扫描单元(22，30，54)，其中该距离测量器具有：发射器(12)，用于向目标点(20)发射尽可能为束状的发射信号(18)；接收器(14)，用于接收目标点(20)的反射信号(24)；以及分析和控制单元(16)，其中该分析和控制单元构建为根据发射信号(18)和反射信号(24)确定距目标点(20)的距离，所述射束扫描单元构建为使发射信号(18)指向不同的空间方向，其特征在于用于记录空间区域(36)的影像的图像记录单元(70)，其中图像记录单元(70)具有限定的图像记录区域(106)，并且其中图像记录单元(70)与射束扫描单元(22，30，54)耦合，以便将图像记录区域(106)和发射信号(18)对准相同的目标点(20)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，图像记录单元(70)构建为记录空间区域(36)的彩色光学影像。
3.根据权利要求1或者2所述的装置，其特征在于，图像记录单元(70)构建为记录空间区域(36)的热影像。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，分析和控制单元(16)还构建为根据反射信号(24)的信号幅度确定空间区域(36)的灰度级图像。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，分析和控制单元(16)还构建为使图像记录单元(70)的影像和灰度级图像精确地叠加。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，射束扫描单元(22，30，54)具有第一转动驱动器(54)，以便使束状的发射信号(18)绕着优选垂直的第一转动轴线(62)转动。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，图像记录单元(70)具有图像传感器(72)，该图像传感器具有多个行状并排设置的图像单元(74)，这些图像单元形成图像单元行，其中图像单元行能够与第一转动轴线(62)平行地定位。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，图像传感器(72)是行传感器。
9.根据权利要求7或者8所述的装置，其特征在于，图像传感器(72)具有多个彼此平行的图像单元行(72a，72b，72c)，用于记录不同的色彩成分，其中平行的图像单元行(72a，72b，72c)彼此分别以限定的间距设置，并且其中第一转动驱动器(54)具有与限定的间距相匹配的转动速度，使得平行的图像单元行(72a，72b，72c)中的每个都记录相同的目标点(20)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，射束扫描单元(22，30，54)具有第二转动驱动器(30)，以便使发射信号(18)绕着优选水平的第二转动轴线(32)转动。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，图像单元行能够与第二转动轴线(32)垂直地定位。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的装置，其特征在于，第一和第二转动轴线(62，32)限定轴线交点(64)，并且图像记录单元(70)具有光轴(108)，该光轴能够至少可选地定位在轴线交点(64)的区域中。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征在于能在高度上进行调节的支架(56)，该支架具有用于精确定位图像记录单元(70)的高度刻度(58)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其特征在于，射束扫描单元(22，30，54)包含转动反射器(22)，该转动反射器构建为使发射信号(18)朝着不同的空间方向转向，其中图像记录单元(70)能够至少可选地定位在转动反射器(22)的区域中。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的装置，其特征在于带有彼此分离的至少两个壳体件(38，40，44，46)的壳体结构，以及用于图像记录单元(70)的保持器(82)，该保持器以可拆卸的方式与至少一个壳体件(40，46)相连。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，保持器(82)具有可摆动的臂(78)，在该可摆动的臂上设置有图像记录单元(70)。
17.根据权利要求15或者16所述的装置，其特征在于，保持器(82)具有大致U形的夹持器(84)，以便将保持器(82)插到所述至少一个壳体件(40，46)上。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，图像记录单元(70)借助保持器(82)能够在位于所述至少两个壳体件(38，40)之间的平面中摆动。
19.一种用于三维检测空间区域(36)的方法，该方法具有如下步骤：
-朝空间区域(36)中的目标点(20)发射尽可能为束状的发射信号(18)，
-接收目标点(20)的反射信号(24)，并根据发射信号(18)和反射信号(24)确定距目标点(20)的距离，
-借助射束扫描单元(22，30，54)使发射信号(18)指向不同的空间方向，
其特征在于，此外空间区域(36)的影像借助图像记录单元(70)来记录，其中图像记录单元(70)具有限定的图像记录区域(106)，并且其中图像记录单元(70)与射束扫描单元(22，30，54)耦合，以便将图像记录区域(106)和发射信号(18)对准多个相同的目标点(20)。
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