CN116136395A - 激光测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种激光测量系统及激光测量方法。该激光测量系统包括：激光出射部，生成N个出射线激光，N≥2，N个出射线激光的出射角度被控制为两两相邻的出射线激光之间存在夹角，N个出射线激光的夹角之和为α，0°＜α＜90°；激光转向部，接收N个出射线激光，基于所接收的N个出射线激光生成N个转向线激光，控制N个转向线激光的方向进行改变从而通过N个转向线激光分别形成N个投影光锥，被控制为使得两两相邻的投影光锥在投射区域具有交叠区域；及成像部，至少用于接收经由处于投射区域内的被测对象对转向线激光进行反射所形成的反射激光束，并且基于接收的反射激光束来确定被测对象的图像信息。

Description

激光测量系统及方法

技术领域

本申请实施例涉及激光测量领域，具体地涉及一种激光测量系统及激光测量方法。

背景技术

视觉是人类观察世界和认知世界的重要手段。通过视觉，可以获取外界事物的大小、明暗、颜色、状态等信息，可以在不需要进行接触的情况下，直接与周围环境进行智能交互。

在对物体表面进行扫描以便完成物体测量的应用中，可以将激光投射在被扫描物体表面，通过诸如3D相机等设备来完成“视”的功能。从而实现诸如码垛、分拣、上下料等工业应用的自动化。

在通过激光进行3D扫描的过程中，通常采用激光器和振镜，通过振镜的往复摆动来将激光器反射至被扫描物体的表面。在现有技术方案中，振镜的转动角度过大，因此在角度边缘的转动将会不稳定，而且在预定扫描范围的情况下，转动时间较长且曝光时间较长，从而造成采样速度过低及信噪比太低等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本申请实施例提供了一种激光测量系统及激光测量方法。

根据本申请的一个方面，提供了一种激光测量系统，包括：激光出射部，所述激光出射部用于生成N个出射线激光，其中N≥2，并且所述N个出射线激光的出射角度被控制为两两相邻的出射线激光之间存在夹角，所述N个出射线激光的夹角之和为α，其中0°＜α＜90°；激光转向部，所述激光转向部用于接收所述N个出射线激光，基于所接收的N个出射线激光生成N个转向线激光，所述激光转向部控制所述N个转向线激光的方向进行改变从而通过所述N个转向线激光分别形成N个投影光锥，所述激光转向部被控制为使得两两相邻的投影光锥在投射区域具有交叠区域；以及成像部，所述成像部用于接收经由处于所述投射区域内的被测对象对所述转向线激光进行反射所形成的反射激光束，并且基于接收的反射激光束来确定所述被测对象的图像信息。

根据本申请的至少一个实施方式的激光测量系统，所述激光出射部包括N个激光生成单元以分别生成所述N个出射线激光，所述N个激光生成单元设置成使得相邻的两个激光生成单元或者任意两个激光生成单元的光轴交叉或者交错；或者所述激光出射部包括N个激光生成单元以分别生成所述N个出射线激光，所述N个激光生成单元设置成使得相邻的两个激光生成单元所处的平面或者任意两个激光生成单元所处的平面与所述投射区域所处的平面不平行。

根据本申请的至少一个实施方式的激光测量系统，所述N个出射线激光中相邻的两个出射线激光或者任意两个出射线激光形成有交线；或者所述N个出射线激光中相邻的两个出射线激光或者任意两个出射线激光交错。

根据本申请的至少一个实施方式的激光测量系统，所述激光转向部设置有反射面，所述反射面接收所述N个出射线激光并且反射生成所述N个转向线激光，所述反射面在预定转动角度范围内进行转动以便使得所述N个转向线激光分别形成投影光锥并且具有所述交叠区域。

根据本申请的至少一个实施方式的激光测量系统，所述N个激光生成单元设置成同步触发方式或者异步触发方式。

根据本申请的至少一个实施方式的激光测量系统，所述激光转向部包括振镜和振镜电机，所述振镜电机用于控制所述振镜转动，以便通过所述振镜的转动来控制所述N个转向线激光的方向改变。

根据本申请的至少一个实施方式的激光测量系统，所述振镜的数量为一个，所述N个出射线激光直接照射至所述振镜。

根据本申请的至少一个实施方式的激光测量系统，所述转向线激光的方向改变角度β设置为(α/(N-1))≤β＜(90°-α)，其中N＞(α/(90°-α))+1。

根据本申请的另一方面，提供了一种激光测量方法，包括：生成N个出射线激光，其中N≥2，所述N个出射线激光的出射角度被控制为两两相邻的出射线激光之间存在夹角，所述N个出射线激光的夹角之和为α，其中0°＜α＜90°；通过所述N个出射线激光形成N个转向线激光，改变所述N个转向线激光的方向，从而通过所述N个转向线激光分别形成N个投影光锥，所述N个转向线激光中两两相邻的转向线激光在方向改变过程中所形成的投影光锥在投射区域具有交叠区域；以及接收经由处于所述投射区域内的被测对象对所述转向线激光进行反射所形成的反射激光束，并且基于接收的反射激光束来确定所述被测对象的图像信息。

根据本申请的至少一个实施方式的激光测量方法，所述转向线激光的方向改变角度β设置为(α/(N-1))≤β＜(90°-α) ，其中N＞(α/(90°-α))+1。

附图说明

附图示出了本申请的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本申请的原理，其中包括了这些附图以提供对本申请的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本申请一个实施方式的激光测量系统的结构示意图。

图2是根据本申请一个实施方式的激光出射部的结构示意图。

图3是根据本申请一个实施方式的激光出射部的结构示意图。

图4是根据本申请一个实施方式的激光测量系统的结构示意图。

图5是本申请的测量结果与现有技术的测量结果的比较示意图。

图6是根据本申请一个实施方式的激光测量方法的流程图。

图7是根据本申请一个实施方式的激光测量方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本申请实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本申请实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请实施例相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请实施例中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请实施例的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本申请实施例的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本申请实施例的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本申请实施例可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

根据本申请实施例的实施方式，提供了一种激光测量系统。图1示出了根据本申请的一个实施例的激光测量系统。如图1所示，该激光测量系统10可以包括激光出射部100、激光转向部200和成像部300。

在现有技术中，为了增大预定工作高度（激光转向部距离被测对象的高度）的识别范围（投射区域），需要增大转向线激光的扫描角度范围。相应地将会在增加转向线激光的转向角度。在大的转向角度的情况下，行程边缘的转动将会变得不稳定，从而将会严重影响识别效果，例如出现投影图像失真等问题。另外，如果转向角度范围过大，将会需要更长的时间来对被测对象进行扫描，从而降低了采样速度，且因曝光时间过长导致信噪比降低，不利于被测对象的准确识别。另外，在现有技术中也存在使用多个振镜/多面振镜的情况，但是这种情况下，多个振镜的装配复杂度很高、装配误差很大，会导致激光发生偏移，从而影响了测量（三维重建）精度。也有采用分光片等光学元件的情况，但是这些光学元件会导致激光线的亮度降低、成像质量降低，从而导致适配场景受到限制。

因此为了增大识别范围并且准确地识别被测对象，在本申请中提出了采用更小转向角度及更短曝光时间的方式。下面将对本申请的具体实施例来进行描述。

激光出射部100可以用于生成N个出射线激光，其中N≥2。激光出射部100所生成的N个出射线激光可以通过N个激光器来分别形成，通过N个激光器所形成的N个出射线激光的两两相邻的出射线激光存在有夹角。在下面的描述中，将主要以两个出射线激光为例进行说明。但是本领域的技术人员应当理解，三个或多于三个的出射线激光同样可以解决本申请所提出的技术问题并且实现相应的目的。激光出射部100被控制为使得N个出射线激光中两两相邻的出射线激光之间具有夹角。例如在两个出射线激光的情况下，该两个出射线激光形成有交线。在三个以上出射线激光的情况下，三个出射线激光的两两相邻的出射线激光均存在交线。需要说明的是，两两相邻的出射线激光的各自交线可以为同一条交线也可以为不同交线。例如在三个出射线激光的情况下，第一出射线激光和第二出线激光的交线可以为第一交线，第二出射线激光和第三出射线激光的交线可以为第二交线，该第一交线和第二交线可以重合（同一条交线）也可以不重合（不同交线）。需要说明的是，这里所说的交线可以是能够实际形成的交线，也可以是虚拟交线。实际形成交线的示例情况例如可以是：在出射线激光没有被阻挡的情况下，出射线激光能够实际交汇形成交线。虚拟交线的示例情况例如可以是：在出射线激光交错并且限于出射线激光的宽度，两个线激光虽然没有实际相交，但是两个线激光所处的虚拟平面能够进行相交且形成虚拟交线。在本申请实施例中N个出射线激光的夹角之和可以定义为α，其中0°＜α＜90°。在两个出射线激光的情况下，二者的夹角为α，在三个出射线激光的情况下，第一出射线激光和第二出射线激光之间的夹角为α1，第二出射线激光和第三出射线激光之间的夹角为α2，并且α=α1+α2。基于上述描述，对于多于三个出射线激光的情况，本领域的技术人员应当完全理解夹角之和为两两相邻的出射线激光间的夹角之和。

在本申请实施例中，N个出射线激光可以分别由N个线激光生成单元（N个激光器）来生成。也就是说，激光出射部100可以包括N个线激光生成单元以分别生成N个出射线激光，即各个线激光生成单元分别各自的投射线激光。N个线激光生成单元中两两相邻的线激光生成单元的光轴之间存在交叉点（与线激光生成单元存在交线的含义相同）。例如，可以将N个线激光生成单元彼此之间成角度地设置。同样地，对于三个以上线激光生成单元，两两相邻的线激光生成单元的光轴的交叉点可以为同一个交叉点也可以为不同的交叉点。

在上面的关于交叉点的描述中，假设了所有的激光器的光轴均处在一个平面中的情形，因此相邻的两个或者任意两个激光器的光轴可以形成实际的交叉点。但是如果两个激光器的光轴、或者三个以上激光器的光轴不能处于一个平面中，此时可能不存在实际的交叉点。对于该不处于一个平面的情形，也可以适用于本申请实施例，但是相邻的两个或者任意两个激光器的光轴不能平行，需要交错设置使得两两出射线激光之间存在交线。为了便于理解，在本申请中以实际存在交叉点的情形进行说明，但是并不限于此，交错情况同样适用于本申请的各个实施例。本文中的“交错”含义是未形成交叉点且不相互平行，而形成有交叉点则可以称为“交叉”。

图2示出了两个线激光生成单元的情况。激光出射部100可以包括第一线激光生成单元110和第二线激光生成单元120。第一线激光生成单元110的光轴A1和第二线激光生成单元120的光轴A2存在交叉点C。相应地，第一线激光生成单元110的光轴A1和第二线激光生成单元120的光轴A2之间的夹角为α。图3示出了三个线激光生成单元的情况。激光出射部100可以包括第一激光生成单元110、第二激光生成单元120和第三激光生成单元130。如图所示，第一线激光生成单元110的光轴A1、第二线激光生成单元120的光轴A2和第三线激光生成单元130的光轴A3可以存在同一个交叉点C。但是需要理解的是，第一线激光生成单元110的光轴A1和第二线激光生成单元120的光轴A2的交叉点和第二线激光生成单元120的光轴A2和第三线激光生成单元130的光轴A3交叉点也可以为不同的交叉点，不同的交叉点之间间隔一定的距离。这样第一激光生成单元110的光轴A1和第二激光生成单元120的光轴A2之间的夹角为α1，第二激光生成单元120的光轴A2和第三激光生成单元130的光轴A3之间的夹角为α2，其中α=α1+α2。

在本申请实施例中，Ｎ个线激光生成单元中两两相邻的线激光生成单元所形成的平面、或者Ｎ个线激光生成单元中任意两个线激光生成单元所形成的平面，设置成与被测对象所处的投射区域的平面不平行。Ｎ个线激光生成单元中所有单元可以设置在同一个平面中，也可以设置在不同的平面中。作为示例，在图２中示出了两个线激光生成单元上下排布在与该投射区域的平面垂直的平面中；在图３中示出了三个线激光生成单元排布在相同平面中。

参照图1，激光转向部200用于接收N个出射线激光L1。根据本申请的优选实施例，N个出射线激光L1直接照射至激光转向部，“直接”含义是指不会经由任何中间元件（例如光学元件、附加振镜等等）。根据本公开的优选实施例，激光转向部的数量为一个，而且可以通过该一个激光转向部来接收所有的N个出射线激光以转向。基于所接收的N个出射线激光L1生成N个转向线激光L2，激光转向部200控制N个转向线激光L2的方向进行改变从而通过N个转向线激光L2分别形成N个投影光锥（关于投影光锥的界定将在下面进行详细的描述）。激光转向部200被控制为使得N个转向线激光L2中两两相邻的转向线激光所形成的投影光锥在投射区域具有交叠区域。激光转向部200的位置和尺寸等根据场景需求设置成使得在转向过程中使得所需出射线激光均能实现转向。在本申请中，将N个出射线激光成角度地设置并且通过激光转向部对N个出射线激光均进行转向处理，这样在覆盖待扫描区域下可以极大地减小激光转向部的转向角度。例如在单个出射线激光的情况下，假设实现预定扫描范围，转向角度需要60度，而在两个出射线激光的情况下，转向角度最小可以设置在30度（需要适当地大于30度以保证上述的交叠区域），而在三个出射线激光的情况下，转向角度最小可以设置在20度（需要适当地大于20度以保证上述的交叠区域）。由此可见，根据本申请的各个实施例，可以极大地减小转向角度，从而可以解决行程边缘不稳定的问题。由于转向角度减小，相应地可以减小转向时间及曝光时间，从而极大地提高采样速度以及提高信噪比。

通过激光转向部200进行转向的过程中，对于N个出射线激光L1中任意一个出射线激光均会使其改变方向，从而形成多个改变方向后的转向线激光。在本申请中，在激光转向部200使得每个出射线激光的转向线激光进行改变方向时，该出射线激光所形成的转向线线激光的方向改变朝向相同，从而可以简化相应的后续处理等。在图1中示出了在激光转向部200的转向角度范围的两个边界角度，通过第一个出射线激光所生成的两个转向线激光L211和L212，其中由转向线激光L211至L212或由L212至L211将会构成一个投影光锥。同样，通过第二个出射线激光所生成的转向线激光L221和L222，其中转向线激光L221和L222将会构成另一个投影光锥。该两个投影光锥之间应当具有交叠区域，至少应当在投射区域具有交叠区域。其中本文中所描述的投射区域，是指激光投射至被测对象20的相应位置处的区域范围。

在本申请实施例中，N个激光生成单元的光轴能够形成有交叉点，这样可以在激光转向部转动更小角度的情况下（也就是激光转向部转向角度范围可以设置地更小），来实现被测对象的扫描，从而可以避免激光转向部的转向角度过大，大角度边缘转动不稳定等各种问题。为了能够更好地实现被测对象的测量，需要对激光转向部的转向角度进行设计。本申请实施例中，设置激光转向部使得转向线激光的方向改变角度β在预设范围内，β设置为(α/(N-1))≤β＜(90°-α)，其中N＞(α/(90°-α))+1。α为N个出射线激光的夹角之和，N为出射线激光的数量（激光生成单元的数量）。通过该角度设置，可以保证各个转向线激光中两两相邻的转向线激光所形成的投影光锥均形成有交叠区域，以防止漏扫、保证覆盖全部待扫描区域。根据本申请实施例的优选实施例，当包括两个激光生成单元时，转向线激光的方向改变角度β还可设置为20度。

在图1中，为了清楚地描述投影光锥，仅仅示出了两个边界角度值情况下的转向线激光的示意。但是本领域的技术人员应当理解，在激光转向部200对出射线激光进行转向的过程中，在两个边界角度值的范围内会形成多个转向线激光或者连续地形成转向线激光。图4示意性示出了激光转向部200在转向角度范围中每个出射线激光生成多个转向线激光的情况。其中，图4所示的交叠区域仅是示意性目的，优选地交叠区域的范围可以设置为尽可能小以降低激光转向部的转动角度。

将出射线激光变换为转向线激光的方式可以采用折射方式、反射方式、光栅方式、声光调制器、电光调制器或液晶光学元件等。在本申请实施例中优选地采用反射方式。在反射方式的情况下，激光转向部200可以设置有反射面，反射面接收N个出射线激光L1并且反射生成N个转向线激光L2，反射面在预定转动角度范围内进行转动以便使得N个转向线激光分别形成投影光锥并且投影光锥间具有交叠区域。该预定转动角度范围为上述方向改变角度β的范围，即(α/(N-1))≤β＜(90°-α)，其中N＞(α/(90°-α))+1。

作为一个具体示例，激光转向部200可以为振镜及振镜电机的形式。如图4所示，激光转向部200可以包括振镜210和振镜电机220。振镜电机220可以来自振镜控制器的控制指令，从而带动振镜210进行转动，其中振镜210的转动范围限定至上述的转向角度范围。另外，在本申请实施例中采用线激光方式，振镜电机可以仅仅在一个轴向方向中进行转动即可，从而可以极大简化振镜的控制。

激光出射部100发射的多个出射线激光直接照射至振镜210，振镜210对多个出射线激光进行反射，分别生成多个转向线激光。“直接照射”的含义参照上面的规定。振镜的数量仅为一个，通过该一个振镜对所有的或者所需的出射线激光进行反射。振镜210被控制为进行转动，从而针对每个出射线激光生成多个转向线激光或者连续生成转向线激光。在振镜的预设转向角度范围的两个边界角度处所形成的转向线激光可以构成每个出射线激光的投影光锥。在两个出射线激光的情况下，两个投影光锥应当具有上述的交叠区域，在多个出射线激光的情况下，两两相邻的投影光锥应当具有上述的交叠区域。另外，振镜的尺寸应当被设计成能够反射激光出射部100所发射的所有的出射线激光，并且相邻的投影光锥之间必须具有上述交叠区域以保证投影范围是连续的。例如在图5的右侧所示的示意图中，以点划线所示的线框区域可以设为交叠区域。即两个转向线激光扫描过该交叠区域。这样可以保证投影范围的连续性。在三个以上转向线激光的情况下，两两相邻投影光锥均分别形成有一个交叠区域。

成像部300用于接收经由处于投射区域内的被测对象20对转向线激光进行反射所形成的反射激光束，并且基于接收的反射激光束来确定被测对象的图像信息。成像部300的数量可以为一个或者两个以上、作为一个示例，成像部300可以为3D相机的形式。

在本申请实施例中，激光生成单元的控制方式可以采用同步触发方式或者异步触发方式。例如在成像部采用全局快门的情况下，可以使得两个以上激光生成单元进行同步触发，而在成像部采用卷帘快门的情况下，可以使得两个以上激光生成单元进行同步触发或者异步触发。在异步触发方式的情况下，可以降低对环境光的要求。

根据本申请实施例的技术方案，可以极大地减小转向范围，例如可以极大地减少振镜的摆动角度，从而可以解决大角度边缘转动不稳定的问题，同时也降低环境光干扰以提高信噪比。此外，如果采用与现有技术相同的振镜摆动角度，本申请的技术方案将可以使得投影范围增大将近一倍。例如在图5中示出了单激光器摆动50度的扫描范围（左侧），以及双激光器摆动25度的扫描范围（右侧）。可以明显看出，两种情况的扫描范围相差无几。

为了保证三维重建的精度，本申请还可以将多个激光生成单元设置为一个整体激光出射部，即进行模块化设计，在装配时无需单独校准每一个激光生成单元，整体装配更简单且精度更高。进一步的，将激光转向部设置为一个振镜单元也防止出现使用多振镜的装配复杂度高、装配误差大的问题，降低使用过程中因多振镜误差导致的激光偏移。通过上述设计可以从整体上保证三维重建的精度。

本申请实施例还提供了一种激光测量方法。图6示出了根据本申请的一个实施例的激光测量方法的流程图。如图6所示，该激光测量方法M100可以包括步骤S102、步骤S104和步骤S106。需要说明的是，在本申请中针对系统的描述和针对方法的描述可以相互引用。

在步骤S102中，可以生成N个出射线激光，其中N≥2。N个出射线激光的出射角度被控制为两两相邻的出射线激光之间存在夹角，N个出射线激光的夹角之和为α，其中0°＜α＜90°。如上所述，可以采用两个以上出射线激光。在两个出射线激光的情况下，该两个出射线激光形成有交线。在三个以上出射线激光的情况下，三个出射线激光的两两相邻的线激光均存在交线，两两相邻线激光的各个交线可以为同一条交线也可以为不同交线。在两个出射线激光的情况下，二者的夹角为α，在三个出射线激光的情况下，第一出射线激光和第二出射线激光之间的夹角为α1，第二出射线激光和第三出射线激光之间的夹角为α2，并且α=α1+α2。对于多于三个出射线激光的情况，夹角之和为两两相邻的出射线激光的夹角之和。

激光出射部100可以包括N个线激光生成单元以分别生成N个出射线激光。两两相邻布置的线激光生成单元的光轴存在有交叉点，在多于两个线激光生成单元的情况下，所有两两相邻布置的线激光生成单元所形成的光轴交叉点可以为同一交叉点也可以为不同交叉点。

在步骤S104中，通过N个出射线激光形成N个转向线激光。具体而言，改变N个转向线激光的方向，从而通过N个转向线激光分别形成N个投影光锥，N个转向线激光中两两相邻的转向线激光在方向改变过程中所形成的投影光锥在投射区域具有交叠区域。如上所述，出射线激光的转向可以通过上述的激光转向部来进行实现，改变N个出射线激光的方向从而对于每个出射线激光来形成多个改变方向后的转向线激光。在本申请中，设置预定转向角度范围，针对每个出射线激光在该预定转向角度范围内形成多个转向线激光或者连续形成转向线激光。投影光锥是指该转向角度范围的两个边界角度处所形成的转向激光线构成的光锥。在本申请中，方向改变角度β的预定转向角度的范围设定为(α/(N-1))≤β＜(90°-α)，其中N＞(α/(90°-α))+1。α为N个出射线激光的夹角之和，N为出射线激光的数量，从而保证两两相邻的转向线激光所形成的光锥之间均形成有交叠区域。

在步骤S106中，接收经由处于投射区域内的被测对象对转向线激光进行反射所形成的反射激光束，并且基于接收的反射激光束来确定被测对象的图像信息。在本申请的实施例中，采用3D相机等成像部来接收反射激光束。成像部的数量可以为一个也可以为两个以上。

另外，对于N个出射线激光，可以采用同步触发方式也可以采用异步触发方式。

在本申请的实施例中，可以通过N个激光器来分别生成N个出射线激光，并且可以通过振镜来生成转向线激光。下面将以两个激光器及振镜相结合的方案来对本申请实施例的激光测量方法进行详细的描述。图7示出了该实施例的激光测量方法M200的流程图，且可以包括以下内容。同样地，该实施例的激光测量方法的内容与之前描述的内容可以相互引用。

在步骤S202中，控制两个激光器形成出射线激光。其中两个激光器成角度α设置，即二者的光轴形成有交叉点。可以将两个激光器之间的夹角设置0度到90度之间的角度，例如可以为25度等。两个激光器的控制方式可以为同步触发也可以为异步触发。

在步骤S204中，控制振镜进行摆动，以便反射所接收到的两个出射线激光来生成转向线激光，并且实现转向线激光按照预定方向移动的效果。振镜的摆动角度限定为大于等于α且小于90°-α。通过所限定的振镜摆动角度，保证两个转向线激光所形成的投影光锥之间存在交叠区域，从而使得投影范围连续。

在步骤S206中，通过相机来接收反射激光束。其中相机的曝光时刻控制为与激光器的触发时刻相匹配。

在步骤S208中，基于接收的激光束以及振镜的状态信息（角度状态信息、距离状态信息等）来得到被测对象的图像信息，例如可以结合振镜的状态信息等信息，来合成该图像信息。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本申请实施例，而并非是对本申请实施例的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本申请实施例的范围内。

Claims (10)

1.一种激光测量系统，其特征在于，包括：

激光出射部，所述激光出射部用于生成N个出射线激光，其中N≥2，并且所述N个出射线激光的出射角度被控制为两两相邻的出射线激光之间存在夹角，所述N个出射线激光的夹角之和为α，其中0°＜α＜90°；

激光转向部，所述激光转向部用于接收所述N个出射线激光，基于所接收的N个出射线激光生成N个转向线激光，所述激光转向部控制所述N个转向线激光的方向进行改变从而通过所述N个转向线激光分别形成N个投影光锥，所述激光转向部被控制为使得两两相邻的投影光锥在投射区域具有交叠区域；以及

成像部，所述成像部至少用于接收经由处于所述投射区域内的被测对象对所述转向线激光进行反射所形成的反射激光束，并且基于接收的反射激光束来确定所述被测对象的图像信息。

2.如权利要求1所述的激光测量系统，其特征在于，

所述激光出射部包括N个激光生成单元以分别生成所述N个出射线激光，所述N个激光生成单元设置成使得相邻的两个激光生成单元或者任意两个激光生成单元的光轴交叉或者交错；或者

所述激光出射部包括N个激光生成单元以分别生成所述N个出射线激光，所述N个激光生成单元设置成使得相邻的两个激光生成单元所处的平面或者任意两个激光生成单元所处的平面与所述投射区域所处的平面不平行。

3.如权利要求1所述的激光测量系统，其特征在于，所述N个出射线激光中相邻的两个出射线激光或者任意两个出射线激光形成有交线；或者所述N个出射线激光中相邻的两个出射线激光或者任意两个出射线激光交错。

4.如权利要求1所述的激光测量系统，其特征在于，所述激光转向部设置有反射面，所述反射面接收所述N个出射线激光并且反射生成所述N个转向线激光，所述反射面在预定转动角度范围内进行转动以便使得所述N个转向线激光分别形成投影光锥，并且每个相邻的投影光锥之间具有所述交叠区域。

5.如权利要求2所述的激光测量系统，其特征在于，所述N个激光生成单元设置成同步触发方式或者异步触发方式。

6.如权利要求1所述的激光测量系统，其特征在于，所述激光转向部包括振镜和振镜电机，所述振镜电机用于控制所述振镜转动，以便通过所述振镜的转动来控制所述N个转向线激光的方向改变。

7.如权利要求6所述的激光测量系统，其特征在于，所述振镜的数量为一个，所述N个出射线激光直接照射至所述振镜。

8.如权利要求1所述的激光测量系统，其特征在于，所述转向线激光的方向改变角度β设置为(α/(N-1))≤β＜(90°-α)，其中N＞(α/(90°-α))+1。

9.一种激光测量方法，其特征在于，包括：

生成N个出射线激光，其中N≥2，所述N个出射线激光的出射角度被控制为两两相邻的出射线激光之间存在夹角，所述N个出射线激光的夹角之和为α，其中0°＜α＜90°；

通过所述N个出射线激光形成N个转向线激光，改变所述N个转向线激光的方向，从而通过所述N个转向线激光分别形成N个投影光锥，所述N个转向线激光中两两相邻的转向线激光在方向改变过程中所形成的投影光锥在投射区域具有交叠区域；以及

接收经由处于所述投射区域内的被测对象对所述转向线激光进行反射所形成的反射激光束，并且基于接收的反射激光束来确定所述被测对象的图像信息。

10.如权利要求9所述的激光测量方法，其特征在于，所述转向线激光的方向改变角度β设置为(α/(N-1))≤β＜(90°-α) ，其中N＞(α/(90°-α))+1。

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