CN110018491B - 激光扫描方法、装置及激光雷达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光扫描方法、装置及激光雷达，所述方法包括如下步骤：当接收一扫描信号时，获取目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息，并计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域；当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息；通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告。本发明由于能够提高对目标物体扫描的精度及效率，降低三维重建的成本，满足了实际应用需求。

Description

激光扫描方法、装置及激光雷达

技术领域

本发明涉及三维扫描技术领域，特别是涉及一种激光扫描方法、装置及激光雷达。

背景技术

随着科学技术的发展和计算机及高新技术的广泛应用，数字立体摄影测量也逐渐发展和成熟起来，并且相应的软件和数字立体摄影测量工作站已在生产部门普及。但是摄影测量的工作流程基本上没有太大的变化，如航空摄影-摄影处理-地面测量(空中三角测量)-立体测量-制图(DLG、DTM、GIS及其他)的模式基本没有大的变化。这种生产模式的周期太长，以致于不适应当前信息社会的需要，也不能满足"数字地球"对测绘的要求。因此激光雷达(LIDAR)技术应用而生。

激光雷达(LIDAR)技术能够应用于地表形貌测绘、军事侦察、大气探测、三维重建技术、飞机和汽车等领域。随着智能城市，3D打印和无人驾驶车辆的概念，三维激光扫描技术在三维建模中变得越来越流行。激光扫描技术可以提供物体表面的精确三维空间信息，并且可以根据获得的信息实现三维模型的重建。由于其强大的方向性，快速的测距速度和强大的抗干扰性，激光雷达可以作为三维模型重建的关键测量工具。

众所周知的，激光雷达是以发射激光光束探测目标的位置、速度等特征量的系统，激光雷达主要是通过，分析向目标发射的激光光束和接收从目标反射回的激光光束，可获得目标的相关信息，然后结合三维重建技术就可以实现目标物体的重建。然而现有的激光雷达在目标物体重建的的过程中只能完成从测距仪器到待测目标之间的距离测距，并不能根据的待测目标空间信息及待测目标与测距仪的位置信息有针对的扫描，且无法根据待测目标的特性进行扫描调整，导致了三维重建的精度及效率低下、且造成了扫描资源的浪费。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种扫描精度、效率高，且三维重建成本低的激光扫描方法、装置及激光雷达。

根据本发明提供的激光扫描方法，所述方法包括如下步骤：

当接收一扫描信号时，获取目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息，并计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域；

当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射而得到的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息，其中，所述第一图像信息及第二图像信息分别为所述激光发射端在第一采集位置及第二采集位置所扫描的所述目标物体的图像信息；

通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告。

根据本发明提供的激光扫描方法，当接收一扫描信号时，获取目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息，并计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域；当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射而得到的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息，其中，所述第一图像信息及第二图像信息分别为所述激光发射端在第一采集位置及第二采集位置所扫描的所述目标物体的图像信息；通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告从而实现了对所述目标物体的三维重建；由于能够根据所述目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息计算与确定所述扫描激光的波长及扫描的区域，从而提高对所述目标物体的扫描效率及扫描资源的利用率，避免了由于对所述目标物体的位置和空间大小的模糊判断而造成的扫描精度及效率的降低；通过对所述扫描激光与所述反射激光的差值判断，避免了由于所述目标物体本身的材质引起所述扫描激光的衍射、衰减过大或错误而导致扫描的精度过低的状况；通过确定所述激光发射端采集的第一图像信息及第二图像信息，从而实现了对狭窄位置的物体进行三维扫描的技术效果，以及提高了所述三维点云坐标的获取精度；通过在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告，以便于用户根据模型报告对所述目标物体的三维模型进行查阅与分析，满足了目标物体的三维重建的需求。

另外，根据本发明上述的激光扫描方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息的方法包括：

通过可调谐激光器发射不同波长的所述扫描激光；

通过光纤探头对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整；

通过线阵激光探测器接收经目标物体所反射的反射激光；

根据所述反射激光对所述可调谐激光器所发射的扫描激光的波长进行调整。

进一步地，所述对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整的步骤包括：

通过准直透镜组对所述可调谐激光器发射的发散的所述扫描激光进行准直和收聚；

根据棱镜调整通过所述准直透镜组进行准直后的所述扫描激光的角度；

通过光栅对经所述棱镜调整后的所述扫描激光进行衍射。

进一步地，所述对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整的步骤包括：

通过准直透镜组对所述可调谐激光器发射的发散的所述扫描激光进行准直和收聚；

根据棱镜调整通过所述准直透镜组进行准直后的所述扫描激光的角度；

通过光栅对经所述棱镜调整后的所述扫描激光进行衍射。

进一步地，所述通过准直透镜组对所述可调谐激光器发射的发散的所述扫描激光进行准直和收聚的步骤包括：

通过凸透镜对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行第一激光准直；

通过光锥对经所述凸透镜进行第一激光准直后的所述扫描激光进行激光收聚；

通过光楔对经所述光锥进行激光收聚后的所述扫描激光进行激光补偿；

通过凹透镜对经所述光楔进行激光补偿后的所述扫描激光进行第二激光准直。

进一步地，所述方法还包括：

当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射的反射激光的差值小于预设值时，重新计算并确定所述激光接收端采集的所述第一图像信息及第二图像信息，并生成一扫描分析报告。

本发明的另一个实施例提出一种扫描装置，解决现有的扫描装置扫描精度及效率低的问题。

根据本发明实施例的扫描装置，包括：

计算模块，用于当接收一扫描信号时，获取目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息，并计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域；

扫描模块，当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息；

建模模块，通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告。

进一步地，所述扫描模块包括：

可调谐激光器，用于发射不同波长的所述扫描激光；

光纤探头，用于对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整；

线阵激光探测器，用于接收经目标物体所反射的反射激光；

控制器，用于根据所述反射激光对所述可调谐激光器所发射的扫描激光的波长进行调整。

进一步地，所述光纤探头包括：

准直透镜组，用于对所述可调谐激光器发射的发散的所述扫描激光进行准直和收聚；

棱镜，用于根据棱镜调整通过所述准直透镜组进行准直后的所述扫描激光的角度；

光栅，用于对经所述棱镜调整后的所述扫描激光进行衍射。

进一步地，所述准直透镜组包括：

凸透镜，用于对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行第一激光准直；

光锥，用于对经所述凸透镜进行第一激光准直后的所述扫描激光进行激光收聚；

光楔，用于对经所述光锥进行激光收聚后的所述扫描激光进行激光补偿；

凹透镜，用于对经所述光楔进行激光补偿后的所述扫描激光进行第二激光准直。

本发明的另一个实施例提出一种激光雷达，解决现有的激光雷达成本高、扫描精度机效率低的问题。

根据本发明实施例的激光雷达，包括上述的激光扫描方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例了解到。

附图说明

图1是本发明第一实施例提出的激光扫描方法的流程图；

图2是图1中步骤S102的具体流程图；

图3是本发明第二实施例提出的激光扫描方法的流程图；

图4是本发明第三实施例提出的激光扫描装置的结构框图；

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明第一实施例提出的一种激光扫描方法，其中，包括步骤S101～S103：

步骤S101，当接收一扫描信号时，获取目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息，并计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域。

如上所述，当接收一扫描信号时，获取所述目标物体、所述激光发射端及所述激光接收端的位置信息，并根据所述目标物体、所述激光发射端及所述激光接收端的位置信息，计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域。其中，所述目标物体、所述激光发射端及所述激光接收端位置的获取可通过多个分布在不同位置电子标签、射频标签、位置传感器进行获取。通过所述目标物体、激光发射端及激光接收端位置信息获取，以便于根据所述激光发射端、所述激光接收端的位置信息及所述目标物体的空间信息和位置信息计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长，提高了对所述目标物体的扫描精度及扫描效率；同时可以方便根据实际需求调整所述激光发射端及激光接收端的位置、距离及方向，从而准确确定所述扫描激光的扫描区域，提高了扫描资源的利用率，避免了由于对所述目标物体的位置和空间大小的模糊判断而造成的扫描精度及效率的降低。

步骤S102，当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射而得到的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息。其中，所述第一图像信息及第二图像信息分别为所述激光发射端在第一采集位置及第二采集位置所扫描的所述目标物体的图像信息。在此还需要说明的是，所述扫描激光对所述目标物体扫描的扫描视角为平行视角。

如上所述，当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过所述扫描区域确定所述激光发射端在第一采集位置所扫描的所述第一图像信息、所述激光发射端在第二采集位置所扫描的所述第二图像信息。其中，所述第一采集位置及所述第二采集位置为用户预先设置的采集位置，可以一致、不一致或相交，在此不做限制。可以理解的，通过对所述扫描激光与所述反射激光的差值判断，避免了由于所述目标物体本身的材质引起所述扫描激光的衍射、衰减过大或错误而导致扫描的精度过低的状况；通过确定所述激光发射端采集的第一图像信息及第二图像信息，从而实现了对狭窄位置的物体进行三维扫描的技术效果，以及提高了所述三维点云坐标的获取精度。

由于对所述激光发射端的第一采集位置及第二采集位置进行第一图像信息及第二图像信息采集的过程中，由于所需采集的信息内容较多，且容易受到环境及高斯分布的影响而出现偏差，因此需要对其进行补偿与准直，请参考图2，具体可以包括：

步骤S1021，通过光纤探头对可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整。其中所述光纤探头与所述可调谐激光器通过光纤连接，所述可调谐激光器可发射不同波长的扫描激光。

如上所述，当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过光纤探头对可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整，以避免由于所述扫描激光在扫描所述目标物体的过程中，由于激光偏差或色散而导致对所述目标物体三维重建的精度及效率降低的状况。

其中，所述对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整的步骤包括：通过准直透镜组对所述可调谐激光器发射的发散的所述扫描激光进行准直和收聚；根据棱镜调整通过所述准直透镜组进行准直后的所述扫描激光的角度；通过光栅对经所述棱镜调整后的所述扫描激光进行衍射。本实施例中，所述准直透镜组、棱镜及光栅同轴设置，所述扫描激光经所述第一准直透镜及所述棱镜的衍射角度逐渐减小。

进一步地，所述通过准直透镜组对所述可调谐激光器发射的发散的所述扫描激光进行准直和收聚的步骤包括：通过凸透镜对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行第一激光准直；通过光锥对经所述凸透镜进行第一激光准直后的所述扫描激光进行激光收聚；通过光楔对经所述光锥进行激光收聚后的所述扫描激光进行激光补偿；通过凹透镜对经所述光楔进行激光补偿后的所述扫描激光进行第二激光准直。其中，在本发明其他实施例中，所述凸透镜、光锥、光楔及凹透的顺序还可根据实际需求进行调整，在此不作限制。

步骤S1022，通过线阵激光探测器接收经目标物体所反射的反射激光。

步骤S1023，根据所述反射激光对所述可调谐激光器所发射的扫描激光的波长进行调整。

如上所述，通过线阵激光探测器接收经目标物体所反射的反射激光，对所述可调谐激光器所发射的扫描激光的波长进行调整，以实现对目标物体的进行实时反馈扫描。

作为一个具体的实施例，可调谐激光器所发射的扫描激光经光纤至光纤探头内，此时，光纤探头内所述准直透镜组内的所述凸透镜进行第一激光准直，所述光锥对经所述凸透镜进行第一激光准直后的所述扫描激光进行激光收聚，所述光楔对经所述光锥进行激光收聚后的所述扫描激光进行激光补偿，所述凹透镜对经所述光楔进行激光收聚后的所述扫描激光进行第二激光准直，所述光纤探头内的所述棱镜对进行第二激光准直后的所述扫描激光调整至预设的衍射角度，最终再通过光栅对经所述棱镜调整后的所述扫描激光进行衍射，此时所述线阵激光探测器将经目标物体所反射的反射激光的反射结果发送至相应的处理装置，以便于处理装置根据所述线阵激光探测器的探测结果控制所述可调谐激光器发射相应波长的扫描激光。

步骤S103，通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告。

如上所述，通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告，以便于用户根据模型报告对所述目标物体的三维模型进行查阅与分析，满足了目标物体的三维重建的需求。可以理解的所述模型报告可以包括所述目标物体的数据参数、受力分析、精度分析、扫描时长，在此不作限制。

其中，通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标的方法可以为：通过确定所述第一图像信息在第一采集位置及所述第二图像信息在第二采集位置的坐标系的变换关系进行确定。

根据本发明提供的激光扫描方法，当接收一扫描信号时，获取目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息，并计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域；当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息，其中，所述第一图像信息及第二图像信息分别为所述激光发射端在第一采集位置及第二采集位置所扫描的所述目标物体的图像信息；通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告从而实现了对所述目标物体的三维重建；由于能够根据所述目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息计算与确定所述扫描激光的波长及扫描的区域，从而提高对所述目标物体的扫描效率及扫描资源的利用率，避免了由于对所述目标物体的位置和空间大小的模糊判断而造成的扫描精度及效率的降低；通过对所述扫描激光与所述反射激光的差值判断，避免了由于所述目标物体本身的材质引起所述扫描激光的衍射、衰减过大或错误而导致扫描的精度过低的状况；通过确定所述激光发射端采集的第一图像信息及第二图像信息，从而实现了对狭窄位置的物体进行三维扫描的技术效果，以及提高了所述三维点云坐标的获取精度；通过在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告，以便于用户根据模型报告对所述目标物体的三维模型进行查阅与分析，满足了目标物体的三维重建的需求。

请参阅图3，对于第二实施例中电动车导航方法，其中，包括步骤S201～S206。

步骤S201，当接收一扫描信号时，获取目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息，并计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域。

步骤S202，判断扫描激光与经目标物体反射而得到的反射激光的差值是否大于或等于预设值，若是则执行步骤S203，若否则执行步骤S206。

步骤S203，通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息。其中，所述第一图像信息及第二图像信息分别为所述激光发射端在第一采集位置及第二采集位置所扫描的所述目标物体的图像信息。

步骤S204，根据所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标。

步骤S205，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告。

如上所述，根据所述目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息计算与确定所述扫描激光的波长及扫描的区域，从而提高对所述目标物体的扫描效率及扫描资源的利用率，避免了由于对所述目标物体的位置和空间大小的模糊判断而造成的扫描精度及效率的降低；通过对所述扫描激光与所述反射激光的差值判断，避免了由于所述目标物体本身的材质引起所述扫描激光的衍射、衰减过大或错误而导致扫描的精度过低的状况；通过确定所述激光发射端采集的第一图像信息及第二图像信息，从而实现了对狭窄位置的物体进行三维扫描的技术效果，以及提高了所述三维点云坐标的获取精度；通过在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告，以便于用户根据模型报告对所述目标物体的三维模型进行查阅与分析，满足了目标物体的三维重建的需求。

步骤S206，重新计算并确定所述激光接收端采集的所述第一图像信息及第二图像信息，并生成一扫描分析报告。

如上所述，当扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射的反射激光的差值小于预设值时，则重新计算并确定所述激光接收端采集的所述第一图像信息及第二图像信息，并生成一扫描分析报告。

可以理解的，通过对所述第一图像信息及第二图像信息的计算与确定，避免了由于所述激光发射端及激光接收端由于由于故障、判断失误或精度过低而导致扫描激光的波长不合适而出现扫描错误或扫描精度及效率低下的状况，同时也可避免目标物体本身的材质或缺陷而扫描错误或扫描精度及效率低的状况，满足了实际应用需求。

本实施例在第一实施例的基础上进一步完善了激光扫描方法，能够方便用户根据实际需求确定是否进行充电桩的等待预订，可以尽最大可能的提高对所述目标物体建模的效率，且能够对所述反射激光的误差进行分析与确定，从而提高了随所述目标物体模型重建的精度，满足了实际应用需求。

需要说明是，本实施例重点说明的是与上一实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分未重复描述，可以相互参见，且各实施例之间的技术特征可以根据本领域技术人员的常规技术手段进行选择性组合。

请参阅图4，基于同一发明构思，本发明第四实施例提供的激光扫描装置，包括：计算模块10、扫描模块20、建模模块30。

计算模块10，用于当接收一扫描信号时，获取目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息，并计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域；

扫描模块20，当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射而得到的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息；

建模模块30，通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告。

其中，所述扫描模块20还用于，当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射的反射激光的差值小于预设值时，重新计算并确定所述激光接收端采集的所述第一图像信息及第二图像信息，并生成一扫描分析报告。

本实施例中，所述扫描模块20包括：

可调谐激光器21，用于发射不同波长的所述扫描激光；

光纤探头22，用于对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整；

线阵激光探测器23，用于接收经目标物体所反射的反射激光；

控制器24，用于根据所述反射激光对所述可调谐激光器所发射的扫描激光的波长进行调整。

进一步地，所述光纤探头22包括：

准直透镜组221，用于对所述可调谐激光器发射的发散的所述扫描激光进行准直和收聚；

棱镜222，用于根据棱镜调整通过所述准直透镜组进行准直后的所述扫描激光的角度；

光栅223，用于对经所述棱镜调整后的所述扫描激光进行衍射。

进一步地，所述准直透镜组221包括：

凸透镜221a，用于对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行第一激光准直；

光锥221b，用于对经所述凸透镜进行第一激光准直后的所述扫描激光进行激光收聚；

光楔221c，用于对经所述光锥进行激光收聚后的所述扫描激光进行激光补偿；

凹透镜221d，用于对经所述光楔进行激光补偿后的所述扫描激光进行第二激光准直。

根据本发明提供的激光扫描装置，由于能够根据所述目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息计算与确定所述扫描激光的波长及扫描的区域，从而提高对所述目标物体的扫描效率及扫描资源的利用率，避免了由于对所述目标物体的位置和空间大小的模糊判断而造成的扫描精度及效率的降低；通过对所述扫描激光与所述反射激光的差值判断，避免了由于所述目标物体本身的材质引起所述扫描激光的衍射、衰减过大或错误而导致扫描的精度过低的状况；通过确定所述激光发射端采集的第一图像信息及第二图像信息，从而实现了对狭窄位置的物体进行三维扫描的技术效果，以及提高了所述三维点云坐标的获取精度；通过在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告，以便于用户根据模型报告对所述目标物体的三维模型进行查阅与分析，满足了目标物体的三维重建的需求。

本发明另一方面还提出一种激光雷达，所述激光雷达包括上述的激光扫描方法。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种激光扫描方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

当接收一扫描信号时，获取目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息，并计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域；

当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射而得到的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息，其中，所述第一图像信息及第二图像信息分别为所述激光发射端在第一采集位置及第二采集位置所扫描的所述目标物体的图像信息；

通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告；

进行第一图像信息及第二图像信息采集的过程中，进行补偿与准直的方法具体为：

通过可调谐激光器发射不同波长的所述扫描激光；

通过光纤探头对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整；

通过线阵激光探测器接收经目标物体所反射的反射激光；

根据所述反射激光对所述可调谐激光器所发射的扫描激光的波长进行调整；

对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整的过程为：通过准直透镜组对所述可调谐激光器发射的发散的所述扫描激光进行准直和收聚，通过棱镜调整通过所述准直透镜组进行准直后的所述扫描激光的角度，通过光栅对经所述棱镜调整后的所述扫描激光进行衍射；其中，所述扫描激光经所述准直透镜组及所述棱镜的衍射角度逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的激光扫描方法，其特征在于，所述通过准直透镜组对所述可调谐激光器发射的发散的所述扫描激光进行准直和收聚的步骤包括：

通过凸透镜对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行第一激光准直；

通过光锥对经所述凸透镜进行第一激光准直后的所述扫描激光进行激光收聚；

通过光楔对经所述光锥进行激光收聚后的所述扫描激光进行激光补偿；

通过凹透镜对经所述光楔进行激光补偿后的所述扫描激光进行第二激光准直。

3.根据权利要求1所述的激光扫描方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射的反射激光的差值小于预设值时，重新计算并确定所述激光接收端采集的所述第一图像信息及第二图像信息，并生成一扫描分析报告。

4.一种扫描装置，其特征在于，包括：

计算模块，用于当接收一扫描信号时，获取目标物体、激光发射端及激光接收端的位置信息，并计算所述激光发射端所需发射的扫描激光的波长及扫描区域；

扫描模块，当所述扫描激光与所述扫描激光经所述目标物体反射而得到的反射激光的差值大于或等于预设值时，通过所述扫描区域确定所述激光接收端采集的第一图像信息及第二图像信息，其中，所述第一图像信息及第二图像信息分别为所述激光发射端在第一采集位置及第二采集位置所扫描的所述目标物体的图像信息；

建模模块，通过所述第一图像信息及所述第二图像信息确定所述目标物体的三维点云坐标，根据所述三维点云坐标对所述目标物体建立三维点云模型，并在所述三维点云模型建立完成后生成一模型报告；

所述扫描模块包括：

可调谐激光器，用于发射不同波长的所述扫描激光；

光纤探头，用于对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行激光准直及激光光路调整；

线阵激光探测器，用于接收经目标物体所反射的反射激光；

控制器，用于根据所述反射激光对所述可调谐激光器所发射的扫描激光的波长进行调整；

所述光纤探头包括：

准直透镜组，用于对所述可调谐激光器发射的发散的所述扫描激光进行准直和收聚；

棱镜，用于根据棱镜调整通过所述准直透镜组进行准直后的所述扫描激光的角度；

光栅，用于对经所述棱镜调整后的所述扫描激光进行衍射；其中，所述扫描激光经所述准直透镜组及所述棱镜的衍射角度逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的扫描装置，其特征在于，所述准直透镜组包括：

凸透镜，用于对所述可调谐激光器发射的所述扫描激光进行第一激光准直；

光锥，用于对经所述凸透镜进行第一激光准直后的所述扫描激光进行激光收聚；

光楔，用于对经所述光锥进行激光收聚后的所述扫描激光进行激光补偿；

凹透镜，用于对经所述光楔进行激光补偿后的所述扫描激光进行第二激光准直。

6.一种激光雷达，其特征在于，应用于权利要求1-3任意一项所述的激光扫描方法。

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