CN104835141A - 一种激光测距建立立体模型的移动终端及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光测距建立立体模型的移动终端及方法，包括：测距模块，用于在不同的三个方位时，分别发射激光至该几何物体并接收相应的反射光，计算该终端与该物体的距离；位置模块，用于建立坐标系，并监测在该三个方位时该终端发射激光的方位信息；模型建立模块，用于利用距离信息和对应的方位信息，建立该物体的立体模型；图像模块，用于获取该物体的图像；匹配模块，用于将该模型与该图像比对，判断是否匹配，若判断是，输出该模型建立成功的结果；若判断为否，则输出该模型建立不正确，并输出提示用户的信息。与现有技术相比，本发明能够快捷、便携的建立几何物体的立体模型，并判断该立体模型是否建立成功，提高了用户体验。

Description

一种激光测距建立立体模型的移动终端及方法

技术领域

本发明涉及移动终端技术领域，特别是涉及一种利用激光测距建立立体模型的移动终端及方法。

背景技术

目前，对于物体的绘制或立体模型的建立，首先需要测量其几何尺寸，常规的由多人合作使用量尺类器具的测量方式存在费时、费力，而且采用多次测量减小误差更延长了测量周期，后期绘制如制作CAD图纸时也需要花费大量时间，这种测距方式已不能满足当前社会快速发展的需要。

近年来，随着立体(三维、3D)技术的发展，使用立体扫描仪对待绘制或建模物体进行扫描测距，获取物体表面的点云数据并用于创建该物体的立体模型，虽然该方法提供了便捷的测量和建立模型的方式，但是该立体扫描仪结构复杂而且价格昂贵，此外对获取到的物体表面的点云数据，常使用计算机进行软件处理建模，因此这给人们的使用造成不便，限制了该立体扫描技术的推广应用。

对此，苹果公司提供了一种解决方案，在专利号为US13/904838，名称为“具有测绘电路的电子装置”中公开了一种利用激光传感器和位置检测电路进行测量室内墙体的平面/曲面数据进而建立虚拟模型的方法，其具体是首先启动激光测绘应用，提示用户选择测量模式，如平面或曲面测绘模式，然后建立坐标系，该电子装置发射激光到墙面形成样品点，并获取样品点数据和发射激光时的该电子装置的位置信息，计算获得每个样品点数据的三维坐标，利用多个样品点坐标建立绘制该墙面的数学模型。这种方法虽然能够快捷、便携的建立室内墙面的模型，但是建立模型所需的样品点数是依据客户而定，这造成了可能因样品点不足而使得复杂墙面模型建立不准确。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种激光测距建立立体模型的移动终端及方法，能够快捷、便携的建立几何物体的立体模型，并判断该立体模型是否建立成功，提高了用户体验。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是，提供一种移动终端，该移动终端包括：

测距模块，用于在该移动终端相对被测几何物体分别位于不同的第一、第二、第三方位时，分别发射激光至该几何物体并接收相应的反射光，分别计算获得在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体之间的距离信息；

位置模块，用于建立三维坐标系，并监测在第一、第二、第三方位时该移动终端发射激光的方位信息；

模型建立模块，用于接收在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体的距离信息和对应方位发射激光时的方位信息，进而建立该几何物体的立体模型；

图像模块，用于获取该几何物体的图像；

匹配模块，用于将该立体模型与该图像比对，判断是否匹配，

若判断结果为是，输出该立体模型建立成功的结果；

若判断结果为否，则输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处使用该测距模块和该位置模块对该几何物体进行监测的信息。

其中该测距模块具体是用于在该移动终端相对该被测几何物体分别位于不同的第一、第二、第三方位时，分别控制该移动终端上的激光传感器发射激光至该几何物体的边缘三个不共线的端点，并接收相应的反射光，分别计算获得在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体之间的距离。

其中该位置模块，具体用于以第一、第二或第三方位处为坐标原点或以该几何物体的一端点为坐标原点建立三维坐标系，并监测该移动终端上加速器和陀螺仪信息获取在第一、第二、第三方位时该移动终端发射激光的方位信息。

其中该匹配模块，具体用于将该图像通过图像处理获取阴影或/和明暗的灰度信息，与该立体模型比对，判断该图像与该立体模型是否匹配为相同的几何形状结构，

若判断结果为是，输出该立体模型建立成功的结果；

若判断结果为否，则输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处使用该测距模块和该位置模块对该几何物体进行监测的信息。

其中，该匹配模块还具体用于在判断结果为否时，输出该立体模型建立不正确的结果，并提示用户增加在位于第一和第二、第二和第三或第一和第三方位之间的至少一个第四方位处使用该测距模块和该位置模块对所述几何物体进行监测的信息。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是，提供一种方法，包括以下步骤：

S1在移动终端相对被测几何物体分别位于不同的第一、第二、第三方位时，分别发射激光至该几何物体并接收相应的反射光，分别计算获得在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体之间的距离信息；

S2建立三维坐标系，并监测在第一、第二、第三方位时该移动终端发射激光的方位信息；

S3接收在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体的距离信息和对应方位发射激光的方位信息，进而建立该几何物体的立体模型；

S4获取该几何物体的图像；

S5将该立体模型与该图像比对，判断是否匹配，

若判断为是，输出该立体模型建立成功的结果；

若判断为否，则输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处发射激光并接收相应的反射光进而获得相应的距离信息和监测该移动终端的方位信息。

其中该步骤S1的具体步骤：

在该移动终端相对该被测几何物体分别位于不同的第一、第二、第三方位时，分别控制该移动终端上的激光传感器发射激光至该几何物体的边缘三个不共线的端点，并接收相应的反射光，分别计算获得在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体之间的距离。

其中，该步骤S2的具体步骤：

以第一、第二或第三方位处为坐标原点或以该几何物体的一端点为坐标原点建立三维坐标系，并监测该移动终端上加速器和陀螺仪信息获取在第一、第二、第三方位时该移动终端发射激光的方位信息。

其中该步骤S5的具体步骤：

将该图像通过图像处理获取阴影或/和明暗的灰度信息，与该立体模型比对，判断该图像与该立体模型是否匹配为相同的几何形状结构，

若判断为是，输出该立体模型建立成功的结果；

若判断为否，输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处发射激光并接收相应的反射光进而获得相应的距离信息和监测该移动终端方位信息的信息。

其中具体的，在该步骤S5中若判断为否，输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在位于第一和第二、第二和第三或第一和第三方位之间的至少一个第四方位处发射激光并接收相应的反射光进而获得相应的距离信息和监测该移动终端方位信息的信息。

本发明的有益效果是：本发明提供的移动终端首先通过测距模块获取在三个不同的方位处该移动终端与几何物体的距离信息；其次利用位置模块建立三维坐标系并监测在三个不同方位时该移动终端发射激光的方位信息；利用模型建立模块接收该三个不同方位处的距离信息和方位信息，进而建立该几何物体的立体模型；再次通过图像模块获取该几何物体的图像；最后利用匹配模块将该立体模型与该图像比对，并判断是否匹配，若匹配，则输出该立体模型建立成功的结果；若不匹配，则输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处使用该测距模块和该位置模块对该几何物体进行监测的信息。与现有需要使用昂贵且结构复杂的立体扫描仪获取点云数据然后利用计算机软件建立立体模型的技术，或现有先选择平面或曲面测绘模式，然后依据用户主观确认激光测距样品点数，待测完样品点后再建立立体模型的技术相比，本发明能够在人们日常使用的移动终端上快捷、便携的建立立体模型，并自动判别该立体模式是否建立成功，若不成功并给出提示，增加了建立立体模型的准确率，同时提高了用户体验。

附图说明

图1是本发明移动终端第一实施方式的结构示意图；

图2是图1中几何物体是室内平面墙壁的结构示意图；

图3是本发明移动终端第二实施方式的结构示意图；

图4是图3中几何物体是室内曲面墙壁的结构示意图；

图5是本发明提供的方法第一实施方式的流程示意图；

图6是本发明提供的方法第二实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

请参阅图1，图1是本发明移动终端第一实施方式的结构示意图。该移动终端10包括：

测距模块110，用于在该移动终端10相对被测几何物体分别位于不同的第一、第二、第三方位时，分别发射激光至该几何物体并接收相应的反射光，分别计算获得在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体之间的距离信息；

其中该移动终端选自但不限于方便携带的手机、平板、掌上电脑或其对应可穿戴的附属设备等；

其中被测几何物体是待建模的物体，其可以是具有任何形状的物体或具有较为规则的平面几何或/和曲面几何形状的物体；

其中平面几何形状是由平面围成的，如圆形、多边形、弧形或弓形中的一种或几种的形状；曲面几何形状是由曲面围成的，如柱体、锥体或旋转体中的一种或几种形状；

其中被测几何物体具体可选是室内房间或室外建筑物，在其他实施方式中可选不限于室内房间或室外建筑物的任何有形状的物体；

其中方位是指位置和方向，即不同的第一、第二、第三方位是指不完全相同的位置和方向，具体可选第一、第二、第三方位处具有相同的位置，但各不相同的方向，或具有相同的方向但各不相同的位置，或具有各不相同的位置和方向；在其他实施方式中可选不限于上述的其他具有不完全相同的位置和方向的三个方位处；

其中该移动终端10发射激光至该几何物体并接收相应的反射光，计算获得该移动终端与该几何物体的距离信息具体是获取发射激光至接收相应的部分反射光的时间，再结合光速计算获得该移动终端10与该几何物体的距离，进一步可选的，根据测量时间的方法不同，可选用脉冲式或相位式激光测距方式。

位置模块120，用于建立三维坐标系，并监测在第一、第二、第三方位时该移动终端发射激光的方位信息；

其中建立三维坐标系XYZ时，可选用固定不变的某位置处为坐标原点(0,0,0)，如以距离该几何物体的一定距离的某固定位置为坐标原点，以平行水平面的方向设置相互垂直的X,Y轴，与该水平面垂直的竖直方向设为Z轴；或选用该固定位置为坐标原点，但设置的X,Y轴至少有一个不平行水平面，进而建立与X和Y轴均垂直的Z轴。在其他实施方式中，可选任意位置处为坐标原点，并建立三维坐标系XYZ；

其中该方位信息具体是该三维坐标系XYZ中的位置和方向，即包含坐标点(x,y,z)和相应的方位角(α,β,γ)，其中方位角α,β,γ分别是该移动终端10在坐标点(x,y,z)位置发射激光时对应X，Y和Z轴正方向的夹角。

模型建立模块130，用于接收在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体的距离信息和对应方位发射激光时的方位信息，进而建立该几何物体的立体模型；

其中建立该几何物体的立体模型，具体是根据该移动终端发射激光时的方位信息和计算获得的距离值，进一步解析得到对应该第一、第二和第三方位处该移动终端10入射该几何物体形成的三个激光样品点的坐标值，利用该三个激光样品点的坐标值在同一个坐标系中建立立体模型，其中该立体模型具体是该三个激光样品点构成的数学平面结构，或是由该数学平面结构上由该三个激光样品点围成的三角形平面结构。

其中进一步可选的，该移动终端10还利用该三个激光样品点的坐标值计算每相邻两个激光样品点的距离，并标识于该立体模型上。

图像模块140，用于获取该几何物体的图像；

其中该图像模块140获取该几何物体的图像具体是获取该几何物体的具有深度信息的图像或接受其他设备或装置发送的该几何物体的图像，在其他实施例中，具体获取该几何物体的CAD图像。

其中进一步可选的，该移动终端10还利用该三个激光样品点的坐标值计算每相邻两个激光样品点的距离，并标识于该几何物体图像的对应位置。

匹配模块150，用于将该立体模型与该图像比对，判断是否匹配，

若判断结果为是，输出该立体模型建立成功的结果；

若判断结果为否，则输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处使用该测距模块和该位置模块对该几何物体进行监测的信息。

其中该匹配模块150，用于将该几何物体的图像经图像处理技术如提取深度信息，并与模型建立模块利用三个激光样品点的坐标值建立的平面立体模型进行比对，该平面立体模型具体是该三个激光样品点构成的数学平面结构，或是由该数学平面结构上由该三个激光样品点围成的三角形平面结构，判断是否匹配为相同的平面结构或平面几何形状结构，若判断结果为是，则说明该立体模型建立正确；若不匹配，则输出该立体模型建立不正确的结果，提示用户增加在至少一个第四方位处使用该测距模块110和该位置模块120对该几何物体进行监测。其中进一步可选的继续增加在不同于第一、第二、第三方位的至少一个第四方位处该移动终端10入射激光到该几何物体并获取对应的激光样品点坐标值，进一步修正该立体模型直到该立体模型建立成功。

其中该几何物体可选的首先建立其中一部分的立体模型，再将其余部分的立体模型，在同一三维坐标系中拼接，进而建立完成整个几何物体的立体模型。

其中以几何物体是室内房间墙壁进行示例说明，如图2所示，具有相互邻接的长方形平面墙壁21和22，以距离该墙壁21或22的某一位置处200为坐标原点，设置以水平面内平行墙壁22的底边为X轴，垂直X轴指向墙壁21的方向为Y轴，则竖直方向为Z轴，图中示例墙壁21和墙壁22不垂直，在其他实施例中可选两者垂直。然后，该移动终端20在第一方位201、第二方位202和第三方位203分别发射激光至该墙壁22，在墙壁22上分别对应形成221、222、223的激光样品点，该移动终端20接收相应的部分反射光，由此可分别计算获得该移动终端20在上述三个方位时与该墙壁22之间的距离值；同时该移动终端上20的位置模块120还监测到该移动终端20分别在上述三个方位时发射激光时的坐标值和方位角，那么结合该移动终端20在上述三个方位时的坐标值和方位角及对应的三个激光样品点的距离值数据，可解析获得该三个激光样品点的坐标值，进而利用该三个激光样品点坐标建立该墙壁22的立体模型。其中可选的利用该三个激光样品点坐标建立的是通过该三个激光样品点的数学平面立体模型(即以该三个激光样品点的坐标值表征的数学平面)，或者是由该三个激光样品点围成的平面三角形状的立体模型，该平面三角形状的立体模型与上述数学平面立体模型在同一坐标系中是相同的平面。

进一步，该移动终端20的匹配模块250将该平面立体模型与该墙壁22的图像经图像处理技术如提取深度信息进行比对，判断两者是否具有相同的平面结构或平面几何形状结构，图2中所述的墙壁22是同一纯平面的长方形结构，如果建立的立体模型是数学平面立体模型，那么判断结果是匹配，输出该立体模型建立成功的结果。进一步可选的，该移动终端20获取更多的激光样品点坐标值使得该立体模型的尺寸更清晰明确。如果建立的立体模型是平面三角形立体模型，那么判断结果不匹配，则输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处使用该测距模块和该位置模块对该几何物体进行监测的信息。进一步可选的，该移动终端获取至少一个第四方位处对应的至少一个第四激光样品点数据，进一步将该墙壁按照邻近的三个激光样品点坐标分别建立子区域立体模型后拼接组成新的立体模型，该新的立体模型进一步与该几何物体的图像比对。

区别于现有技术的情况，本发明提供的移动终端首先通过测距模块获取在三个不同的方位处该移动终端与几何物体的距离信息；其次利用位置模块建立三维坐标系并监测在三个不同方位时该移动终端发射激光的方位信息；利用模型建立模块接收该三个不同方位处的距离信息和方位信息，进而建立该几何物体的立体模型；再次通过图像模块获取该几何物体的图像；最后利用匹配模块将该立体模型与该图像比对，并判断是否匹配，若匹配，则输出该立体模型建立成功的结果；若不匹配，则输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四位置处使用该测距模块和该位置模块对该几何物体进行监测的信息。与现有需要使用昂贵且结构复杂的立体扫描仪获取点云数据然后利用计算机软件建立立体模型的技术，或现有先选择平面或曲面测绘模式，然后依据用户主观确认激光测距样品点数，待测完样品点后再建立立体模型的技术相比，本发明能够在人们日常使用的移动终端上快捷、便携的建立立体模型，并自动判别该立体模型是否建立成功，若不成功并给出提示，增加了建立立体模型的准确率，同时提高了用户体验。

请参阅图3，图3是本发明移动终端第二实施方式的结构示意图。该移动终端30包括测距模块310、位置模块320、模型建立模块330、图像模块340和匹配模块350；与上述第一实施方式的测距模块110、位置模块120、模型建立模块130、图像模块140和匹配模块150的结构相同，其中该测距模块310具体是用于在该移动终端30相对该被测几何物体分别位于不同的第一、第二、第三方位时，分别控制该移动终端30上的激光传感器发射激光至该几何物体的边缘三个不共线的端点，并接收相应的反射光，分别计算获得在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体之间的距离。

其中分别控制该移动终端30上的激光传感器发射激光至该几何物体的边缘三个不共线的端点，用于在建立立体模型时可直接明确、清楚的表征该立体模型的尺寸。

进一步的，该位置模块320，具体用于以第一、第二或第三方位处为坐标原点或以该几何物体的一端点为坐标原点建立三维坐标系，并监测该移动终端上加速器和陀螺仪信息获取在第一、第二、第三方位时该移动终端发射激光的方位信息。

其中以第一、第二或第三方位处为坐标原点或以该几何物体的一端点为坐标原点建立三维坐标系XYZ，是指将第一、第二或第三方位处的位置或以该几何物体的一端点所在位置设定为坐标原点，可选将X和Y轴平行于水平面设置，Z轴设置为竖直方向，在其他实施例中，可选在将第一、第二或第三方位处发射激光时的指向作为坐标系的X轴、Y轴或Z轴，并建立三维垂直坐标系。进一步的该移动终端30监测其上的加速器变化获取该第一、第二、第三方位时的坐标值，监测其上的陀螺仪变化获取相应方位处发射激光的方位角。

进一步的，该图像模块340，具体用于控制该移动终端上的摄像头拍摄获取该几何物体的图像。

其中该摄像头拍摄获取的图像是单目图像，即控制一个摄像头拍摄一次获取该图像。

其中该匹配模块350具体用于将该图像通过图像处理获取阴影或/和明暗的灰度信息，与该立体模型比对，判断该图像与该立体模型是否匹配为相同的几何形状结构，若判断结果为是，输出该立体模型建立成功的结果；

若判断结果为否，则输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处使用该测距模块和该位置模块对该几何物体进行监测的信息。

其中该匹配模块350通过图像处理将该几何物体的图像获取阴影或/和明暗的灰度信息，即可判断该几何物体是否具有相同的平面几何结构还是不同的平面几何结构或曲面几何结构，因此与利用三个坐标点建立的平面三角形的几何形状比对，可判断该立体模型是否与该图像具有相同的几何形状结构，若判断为匹配，则输出建立的立体模型正确的结果，若判断为不匹配，则输出该立体模型建立不正确的结果，提示用户增加在至少一个第四方位处使用该测距模块310和该位置模块320对该几何物体进行监测。

进一步的，该模型建立模块330将根据该移动终端30在该第四方位处发送激光到该几何物体的第四激光样品点的坐标值，结合此前在第一、第二、第三激光样品点的坐标值按照邻近的三个激光样品点坐标分别建立子区域立体模型后拼接组成新的立体模型，然后匹配模块350进一步将该新的立体模型与该几何物体的图像进行比对，并判断是否匹配。对于不用几何形状的几何物体建立立体模型所需的激光样品点数目相同或不同。

其中，该匹配模块150具体用于在判断结果为否时，提示用户增加在位于所述第一和第二、第二和第三或第一和第三方位之间的至少一个第四方位处使用所述测距模块和所述位置模块对所述几何物体进行监测的信息。在其他实施方式中，该第四方位处可选该移动终端30位于能够发射激光至该几何物体上的任何方位处，包括但不限于第一和第二、第二和第三或第一和第三方位之外的方位处。

其中，进一步可选的，该移动终端30还包括形状选择模块360，用于在模型建立模块330建立该几何物体的立体模型时，选择平面几何形状或曲面几何形状作为该立体模型的形状，其中该平面几何形状或曲面几何形状包括上述第一、第二、第三激光样品点作为其形状的边缘点。如选择平行四边形为该立体模型，且将第一、第二、第三激光样品点对应的坐标值作为该平行四边形的边缘点，具体可选连接该第一、第二激光样品点的一边为该平行四边形的一边，该第三激光样品点位于该平行四边形的平行该第一、第二激光样品点连线组成的一边的对边上。在其他实施方式中可选不限于平行四边形的其他平面几何形状或曲面几何形状作为该立体模型建立时的形状。

请查阅图4，图4是以室内房间曲面墙壁进行示例说明，如图4所示，具有曲面几何结构的墙壁41，以该移动终端40在第一方位处401为坐标原点，进一步设置X和Y轴在水平面内，Z轴在竖直方向，该移动终端40分别在第一方位处401、第二方位402和第三方位403分别发射激光至该墙壁41的边缘三个不共线的端点，如上端左端点、上端右端点和下端右端点，分别在墙壁41上形成411、412、413的激光样品点，并接收相应的部分反射光，由此可分别计算获得该移动终端40在上述三个方位时与该墙壁之间的距离信息；同时该移动终端40的位置模块420还监测到分别在上述三个方位时的坐标值和发射激光时的方位角，那么结合该移动终端40的三个坐标值和方位角及对应的三个激光样品点的距离数据，可解析获得该三个激光样品点411、412和413的坐标，进而利用该三个激光样品点411、412和413的坐标建立该墙壁41的立体模型，即由该三个激光样品点围成的平面三角形的模型；该移动终端40的图像模块440拍摄获取该墙壁41的图像，该匹配模块450通过图像处理技术获取该墙壁41的明暗或/和阴影的灰度信息，用于与该立体模型匹配，此时该立体模型为平面三角形的几何结构，与该图像的曲面灰度信息不匹配，则输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四位置处使用测距该测距模块和该位置模块对该几何物体进行监测的信息。

进一步的该移动终端40增加在一个第四方位处440发送激光到墙壁41的第四激光样品点414，经解析获得该第四激光样品点414的坐标，结合此前第一、第二和第三激光样品点411、412和413的坐标值，以三个邻近坐标值建立子立体模型，并将所有子立体模型拼接形成新的该几何物体的立体模型，用于进一步与该几何物体的图像进行匹配。其中，可选该第四方位处440位于第一方位410和第二方位420、第二方位420和第三方位430或第一方位410和第三方位430之间，用于提高该曲面墙壁41的分辨率，能够更准确的建立该曲面墙壁的几何结构。在其他实施方式中，可选该第四方位不在上述限定的任选第一、第二和第三方位中任意两个方位之间，如该移动终端在第四方位处发送激光到墙壁41的第四激光样品点，该第四激光样品点位于该墙壁的下端左端点，用于建立该立体模型的尺寸。

进一步的，可选该移动终端40在不同的三个、四个、五个或以上的方位发送激光并接收部分反射激光用于建立正确的立体模型。

其中进一步可选的，利用该移动终端40将墙壁41的立体模型建立后，进一步建立该室内房间的其他所有墙壁，天花板、底面的立体模型，进而在同一坐标系中拼接完成建立整个房间的立体模型，以进一步用于该移动终端连接3D打印机，输出3D打印该立体模型的指令。

区别于现有技术、第一实施方式的情况，本实施方式提供的移动终端通过分别控制该移动终端上的激光传感器发送激光至该几何物体的边缘三个不共线的端点，并接收相应的反射光技术获得相应的距离，再结合位置模块检测该移动终端发射激光时的位置和方位角，解析获得该三个端点处的坐标值，进而建立立体模型，并于该几何物体图像的尺寸进行比对，判断是否匹配，并输出该立体模型建立成功的结果或输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四位置处使用该测距模块和该位置模块对该几何物体进行监测的信息。与现有需要使用昂贵且结构复杂的立体扫描仪获取点云数据然后利用计算机软件建立立体模型的技术，或现有先选择平面或曲面测绘模式，然后依据用户主观确认激光测距样品点数，待测完样品点后再建立立体模型的技术相比，本发明能够在人们日常使用的移动终端上快捷、便携的控制激光传感器发射和接收激光，监测加速器和陀螺仪变化获取该几何物体上的激光样品点信息，进而建立立体模型，并自动判别该立体模型是否建立成功，若不成功并给出提示，增加了建立立体模型的准确率，同时提高了用户体验。

请参阅图5，图5是本发明提供的方法第一实施方式的流程示意图。该方法包括：

步骤501：在移动终端相对被测几何物体分别位于不同的第一、第二、第三方位时，分别发射激光至该几何物体并接收相应的反射光，分别计算获得在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体之间的距离信息；

步骤502：建立三维坐标系，并监测在第一、第二、第三方位时该移动终端发射激光的方位信息；

步骤503：接收在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体的距离信息和对应方位发射激光的方位信息，进而建立该几何物体的立体模型；

步骤504：获取该几何物体的图像；

步骤505：将该立体模型与该图像比对，判断是否匹配，

若判断为是，输出该立体模型建立成功的结果；

若判断为否，输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处发射激光并接收相应的反射光进而获得相应的距离信息和监测该移动终端方位信息的信息。

其中，本实施方式的方法对应于本发明移动终端第一实施方式的结构进行的操作，此处不再赘述。

请参阅图6，图6是本发明提供的方法第二实施方式的流程示意图。该方法包括：

步骤601：在移动终端相对该被测几何物体分别位于不同的第一、第二、第三方位时，分别控制该移动终端上的激光传感器发射激光至该几何物体的边缘三个不共线的端点，并接收相应的反射光，分别计算获得在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体之间的距离；

步骤602：以第一、第二或第三方位处为坐标原点或以所述几何物体的一端点为坐标原点建立三维坐标系，并监测该移动终端上加速器和陀螺仪信息获取在第一、第二、第三方位时该移动终端发射激光的方位信息；

步骤603：接收在第一、第二、第三方位时该移动终端与该几何物体的距离信息和对应方位发射激光的方位信息，解析获得在该几何物体上相应的激光样品点坐标，进而建立该几何物体的立体模型；

步骤604：控制该移动终端上的摄像头拍摄获取该几何物体的图像；

步骤605：将该图像通过图像处理获取阴影或/和明暗的灰度信息，与该立体模型比对，判断该图像与该立体模型是否匹配为相同的几何形状结构，

若判断为是，进入步骤606：输出该立体模型建立成功的结果；

若判断为否，进入步骤607：输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处发射激光并接收相应的反射光进而获得相应的距离信息和监测该移动终端方位信息的信息。

进一步可选的，步骤607的具体步骤是：输出该立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在位于第一和第二、第二和第三或第一和第三方位之间的至少一个第四方位处发射激光并接收相应的反射光进而获得相应的距离信息和监测该移动终端方位信息的信息。

在步骤606之后还包括步骤608：连接3D打印机，输出3D打印该立体模型的指令。

其中本实施方式的方法对应于本发明移动终端第二实施方式的移动终端的操作，此处不再赘述。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于激光测距建立立体模型的移动终端，其特征在于，包括：

测距模块，用于在所述移动终端相对被测几何物体分别位于不同的第一、第二、第三方位时，分别发射激光至所述几何物体并接收相应的反射光，分别计算获得在所述第一、第二、第三方位时所述移动终端与所述几何物体之间的距离信息；

位置模块，用于建立三维坐标系，并监测在所述第一、第二、第三方位时所述移动终端发射所述激光的方位信息；

模型建立模块，用于接收在所述第一、第二、第三方位时所述移动终端与所述几何物体的距离信息和对应方位发射所述激光时的所述方位信息，进而建立所述几何物体的立体模型；

图像模块，用于获取所述几何物体的图像；

匹配模块，用于将所述立体模型与所述图像比对，判断是否匹配，

若判断结果为是，输出所述立体模型建立成功的结果；

若判断结果为否，则输出所述立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处使用所述测距模块和所述位置模块对所述几何物体进行监测的信息。

2.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，

所述测距模块具体是用于在所述移动终端相对被测几何物体分别位于不同的所述第一、第二、第三方位时，分别控制所述移动终端上的激光传感器发射激光至所述几何物体的边缘三个不共线的端点，并接收相应的反射光，分别计算获得在所述第一、第二、第三方位时所述移动终端与所述几何物体之间的距离。

3.根据权利要求2所述的移动终端，其特征在于，

位置模块，具体用于以所述第一、第二或第三方位处为坐标原点或以所述几何物体的一端点为坐标原点建立所述三维坐标系，并监测所述移动终端上加速器和陀螺仪信息获取在所述第一、第二、第三方位时所述移动终端发射所述激光的方位信息。

4.根据权利要求1至4任意一项所述的移动终端，其特征在于，

所述匹配模块，具体用于将所述图像通过图像处理获取阴影或/和明暗的灰度信息，与所述立体模型比对，判断所述图像与所述立体模型是否匹配为相同的几何形状结构，

若判断结果为是，输出所述立体模型建立成功的结果；

若判断结果为否，输出所述立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处使用所述测距模块和所述位置模块对所述几何物体进行监测的信息。

5.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，

所述匹配模块还具体用于在判断结果为否时，输出所述立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在位于所述第一和第二、第二和第三或第一和第三方位之间的至少一个第四方位处使用所述测距模块和所述位置模块对所述几何物体进行监测的信息。

6.一种激光测距建立室内模型的方法，其特征在于，包括步骤：

S1在所述移动终端相对被测几何物体分别位于不同的第一、第二、第三方位时，分别发射激光至所述几何物体并接收相应的反射光，分别计算获得在所述第一、第二、第三方位时所述移动终端与所述几何物体之间的距离信息；

S2建立三维坐标系，并监测在所述第一、第二、第三方位时所述移动终端发射所述激光的方位信息；

S3接收在所述第一、第二、第三方位时所述移动终端与所述几何物体的距离信息和对应方位发射所述激光的所述方位信息，进而建立所述几何物体的立体模型；

S4获取所述几何物体的图像；

S5将所述立体模型与所述图像比对，判断是否匹配，

若判断为是，输出所述立体模型建立成功的结果；

若判断为否，输出所述立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处发射激光并接收相应的反射光进而获得相应的距离信息和监测所述移动终端方位信息的信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述步骤S1的具体步骤：

在所述移动终端相对被测几何物体分别位于不同的所述第一、第二、第三方位时，分别控制所述移动终端上的激光传感器发射激光至所述几何物体的边缘三个不共线的端点，并接收相应的反射光，分别计算获得在所述第一、第二、第三方位时所述移动终端与所述几何物体之间的距离。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述步骤S2的具体步骤：

以所述第一、第二或第三方位处为坐标原点或以所述几何物体的一端点为坐标原点建立所述三维坐标系，并监测所述移动终端上加速器和陀螺仪信息获取在所述第一、第二、第三方位时所述移动终端发射所述激光的方位信息。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的方法，其特征在于，

所述步骤S5的具体步骤：

将所述图像通过图像处理获取阴影或/和明暗的灰度信息，与所述立体模型比对，判断所述图像与所述立体模型是否匹配为相同的几何形状结构，

若判断为是，输出所述立体模型建立成功的结果；

若判断为否，输出所述立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处发射激光并接收相应的反射光进而获得相应的距离信息和监测所述移动终端方位信息的信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述步骤S5中所述若判断为否，输出所述立体模型建立不正确的结果，并输出提示用户增加在至少一个第四方位处发射激光并接收相应的反射光进而获得相应的距离信息和监测所述移动终端的方位信息的具体步骤：

若判断为否，输出所述立体模型建立不正确的结果，并提示用户增加在位于所述第一和第二、第二和第三或第一和第三方位之间的至少一个第四方位处发射激光并接收相应的反射光进而获得相应的距离信息和监测所述移动终端方位信息的信息。