專利名稱：適用于激光掃描的測量反射體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量反射體，尤其涉及一種適用于激光掃描的測量反射體。
背景技術(shù)：
在三維激光掃描中常需使用三維激光掃描儀，三維激光掃描儀是無合作目標(biāo)激光測距儀與角度測量系統(tǒng)組合的自動(dòng)化快速測量系統(tǒng)，能在復(fù)雜的現(xiàn)場和空間對被測物體進(jìn)行快速掃描測量，直接獲得激光點(diǎn)所接觸的物體表面的水平方向、天頂距、斜距和反射強(qiáng)度，并自動(dòng)存儲和計(jì)算，以獲得被測物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后，結(jié)合CAD 可快速重構(gòu)出被測物體的三維模型及線、面、體、空間等各種制圖數(shù)據(jù)。三維激光掃描儀的最遠(yuǎn)測量距離一千多米，最高掃描頻率可達(dá)每秒幾十萬，縱向掃描角θ接近90°，橫向可繞儀器豎軸進(jìn)行360°全圓掃描，掃描數(shù)據(jù)可通過TCP/IP協(xié)議自動(dòng)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，同時(shí)其外置的數(shù)碼相機(jī)拍攝的場景圖像可通過USB數(shù)據(jù)線同時(shí)傳輸?shù)诫娔X中。但由于被測物體或被測物體所處環(huán)境的復(fù)雜性，在對被測物體進(jìn)行激光掃描時(shí)，有時(shí)需設(shè)置數(shù)個(gè)不同站點(diǎn)對被測物體進(jìn)行掃描，待掃描完成后需將獲得的被測物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。在現(xiàn)有的激光掃描技術(shù)作業(yè)過程中，為完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)的拼接，需要在被測物體表面設(shè)置反射貼片或腳架反射片作為反射體，以貼片或反射片的掃描數(shù)據(jù)作為不同站點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的同名點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。當(dāng)貼片或反射片正對激光掃描儀方向時(shí)，反射體的貼片或反射片的反射能量最高，反射效果最好，激光掃描儀能夠得到較清晰的反射體數(shù)據(jù)，從而被測物體數(shù)據(jù)的拼接精度較高；但如果激光掃描儀的掃描方向與貼片或反射片的激光反射方向形成夾角，則反射效果減弱，反射體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)形狀會(huì)產(chǎn)生變形，且夾角越大，反射效果越差，變形越大，從而導(dǎo)致拼接不同站點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的誤差越大。綜上，傳統(tǒng)的激光掃描數(shù)據(jù)拼接中的反射體存在以下兩個(gè)缺陷1、常常需要布設(shè)大量拼接點(diǎn)，給安裝和使用造成一定的困難；2、由于激光掃描的方向常常會(huì)和反射體反射方向形成夾角，產(chǎn)生變形導(dǎo)致拼接出現(xiàn)誤差，并導(dǎo)致誤差累計(jì)影響全局拼接精度。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種不需布設(shè)大量拼接點(diǎn)的、反射方向與激光掃描方向沒有夾角的適用于激光掃描的測量反射體。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種不需布設(shè)大量拼接點(diǎn)的、 反射方向與激光掃描方向沒有夾角的適用于激光掃描的測量反射體。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種適用于激光掃描的測量反射體，所述反射體設(shè)于腳架上，所述反射體包括第一球體，所述第一球體為標(biāo)準(zhǔn)球體。在本發(fā)明的較佳實(shí)施方式中，其中所述反射體還包括第二球體和第三球體，所述第二球體和第三球體為標(biāo)準(zhǔn)球體，所述第一球體、第二球體和第三球體的球心構(gòu)成三角形。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述第一球體和/或第二球體和/或第三球體的外表面上設(shè)有一層反光涂料。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述第一球體、第二球體和第三球體的直徑分別為5 15厘米。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述第一球體、第二球體和第三球體的重量分別為100 500克。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述第一球體和/或第二球體和/或第三球體為實(shí)心或空心的球體。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述第一球體和/或第二球體和/或第三球體通過連接桿與所述腳架相連。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述連接桿與所述腳架之間通過基座相連。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述連接桿與所述第一球體和/或第二球體和/或第三球體之間通過螺紋連接。在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述連接桿與所述第一球體和/或第二球體和/或第三球體之間通過卡槽連接。本發(fā)明的適用于激光掃描的測量反射體不需布設(shè)大量拼接點(diǎn)、反射方向與激光掃描方向沒有夾角，保證了掃描時(shí)激光點(diǎn)的反射能量最佳。不管激光掃描儀從何種角度進(jìn)行測量掃描，本發(fā)明的適用于激光掃描的測量反射體的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)始終是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)園，不會(huì)產(chǎn)生變形，有利于提高拼接精度。同時(shí)，本發(fā)明的測量反射體的球體的外表面涂上了高強(qiáng)度的反光涂料，又可以增加點(diǎn)云數(shù)據(jù)的清晰度，提高數(shù)據(jù)拼接的分辨率，從而達(dá)到提高拼接精度的目的。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中的標(biāo)準(zhǔn)球體的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的一種適用于激光掃描的測量反射體，設(shè)置于腳架6上。如圖 1中所示，本發(fā)明的反射體包括第一球體1。第一球體1通過連接桿4與基座5相連，基座 5與腳架6相連。另如圖1中所示，本發(fā)明的測量反射體的第一球體1為標(biāo)準(zhǔn)球體。采用標(biāo)準(zhǔn)球體作為激光掃描儀的反射體時(shí)，反射體的反射面始終正對著激光掃描儀。激光掃描儀所發(fā)出的激光，不管從何種角度進(jìn)行測量掃描，總能在標(biāo)準(zhǔn)球體上找到一點(diǎn)的反射方向與激光掃描方向間沒有夾角，保證了掃描時(shí)該激光掃描點(diǎn)的反射能量最佳，由此得到的標(biāo)準(zhǔn)球體的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)始終是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)園，不會(huì)產(chǎn)生變形，在拼接時(shí)不會(huì)產(chǎn)生誤差，有利于提高拼接精度。如圖1中所示，本發(fā)明的較佳實(shí)施例的反射體中還包括第二球體2和第三球體3，第二球體2和第三球體3為標(biāo)準(zhǔn)球體。第一球體1、第二球體2和第三球體3的球心構(gòu)成三角形。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中使用了三個(gè)構(gòu)成三角形的標(biāo)準(zhǔn)球體作為激光掃描的測量反射體，克服了單一的標(biāo)準(zhǔn)球體缺乏檢核條件的缺點(diǎn)，并且當(dāng)被測物體處于復(fù)雜多變的環(huán)境中時(shí)，使用單一的標(biāo)準(zhǔn)球體作為反射體在拼接數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)有一定的難度，而如果同時(shí)使用三個(gè)構(gòu)成一定圖形的標(biāo)準(zhǔn)球體作為反射體，可以使得激光掃描儀從多個(gè)角度均能得到同名點(diǎn)的三角形數(shù)據(jù)，其后按照一定的匹配算法計(jì)算可以方便準(zhǔn)確的拼接出不同站點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，使得拼接更加簡便和精確。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可僅僅使用一個(gè)單一的標(biāo)準(zhǔn)球體作為反射體，或者使用標(biāo)準(zhǔn)球體和其他片狀反射體相結(jié)合的方式，或者使用其他數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)球體，或者構(gòu)成其他的形狀，本實(shí)施例對此均不作限制。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體作為測量反射體時(shí)，為了達(dá)到理想的圖形效果，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體之間的相對距離不能太短，當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，只要激光掃描儀能清晰的掃描到三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體，對于三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體之間的相對距離，本實(shí)施例中不作限制。在使用和安裝本發(fā)明的較佳實(shí)施例的測量反射體時(shí)，可首先在合適的位置架設(shè)測量腳架，架設(shè)腳架時(shí)按照測量的有關(guān)要求進(jìn)行；然后將基座安置在腳架上，并將其與腳架固定；其后調(diào)整腳架使基座上表面保持基本水平；再后在基座上安裝連接桿及測量反射體， 并使測量反射體和連接桿緊密套接；最后調(diào)節(jié)連接桿的長度，使測量反射體處于合適的空間位置。在本較佳實(shí)施例中，第一球體、第二球體和第三球體的球心構(gòu)成三角形。當(dāng)在不同的站點(diǎn)間進(jìn)行掃描的激光掃描儀得出不同站點(diǎn)的掃描數(shù)據(jù)后，利用本發(fā)明的測量反射體的掃描數(shù)據(jù)作為公共點(diǎn)進(jìn)行變換，將不同站點(diǎn)的掃描數(shù)據(jù)統(tǒng)一到同一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)中，從而完成掃描數(shù)據(jù)的拼接，重構(gòu)出被測物體的三維模型及線、面、體、空間等各種制圖數(shù)據(jù)。如圖2中所示，本發(fā)明的較佳實(shí)施例中的測量反射體的第一球體和/或第二球體和/或第三球體的外表面上設(shè)有一層反光涂料。該反光涂料為高強(qiáng)度的反光涂料，可以較好的反射激光掃描儀發(fā)出的激光，增加測量反射體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的清晰度，從而進(jìn)一步提高不同站點(diǎn)的數(shù)據(jù)拼接的分辨率。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可不使用反光涂料，或者使用其他的能夠提高反射能量的材料，或者測量反射體本身即為反光材料構(gòu)成，本發(fā)明對此均不做限制。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一球體、第二球體和第三球體的直徑分別為5 15 厘米，其中優(yōu)選10厘米。由于激光掃描儀具有一定的較佳掃描距離，因此作為測量反射體的本發(fā)明的第一球體、第二球體和第三球體亦具有一定的直徑大小，可選自5 15厘米，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中優(yōu)選10厘米，當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，亦可選用其他直徑的球體，以激光掃描儀能夠得到清晰的標(biāo)準(zhǔn)球體的掃描數(shù)據(jù)即可，本發(fā)明對此不作限制。另外，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一球體、第二球體和第三球體的重量分別為 100 500克，其中優(yōu)選250克。標(biāo)準(zhǔn)球體的重量以能使測量反射體在空間穩(wěn)定為宜，在其他實(shí)施例中亦可采用其他重量的標(biāo)準(zhǔn)球體，本實(shí)施例對此不作限制。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一球體和/或第二球體和/或第三球體可為實(shí)心或空心的球體，只要本發(fā)明的測量反射體的球體為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的球體，對于球體的內(nèi)部形狀，本發(fā)明不作限制。如圖1中所示，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，第一球體1、第二球體2和第三球體3通過連接桿4與腳架6相連。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可采用第一球體1、第二球體2和第三球體3中其一或其二通過連接桿4與腳架6相連，或者第一球體1、第二球體2和第三球體 3直接與腳架6相連，只要使得第一球體、第二球體和第三球體在空間上形成穩(wěn)定的三角形以利于數(shù)據(jù)拼接即可，本實(shí)施例對此不作限制。另如圖1中所示，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，連接桿4與腳架6之間還可通過基座 5相連。本較佳實(shí)施例中設(shè)置了基座5，從而可以將與基座5相連的連接桿及測量反射體應(yīng)用于不同的腳架6。使得本發(fā)明的測量反射體的適用范圍增加。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可不設(shè)置基座5，本實(shí)施例對此不作限制。此外，如圖1中所示，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，連接桿4與第一球體1、第二球體 2和第三球體3之間通過螺紋連接；又如圖2中所示，在測量反射體的標(biāo)準(zhǔn)球體1上設(shè)有凹槽，連接桿4通過插入該凹槽從而實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)球體的連接。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，第一球體、第二球體和第三球體中其一或其二可通過螺紋或凹槽與連接桿連接，或者通過其他方式實(shí)現(xiàn)連接，只要能使標(biāo)準(zhǔn)球體固定在連接桿上，并在空間中穩(wěn)定，本實(shí)施例對此不作限制。另外，如圖1所示，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，連接桿4可為能夠自由調(diào)節(jié)長度的伸縮連接桿。使用能夠自由調(diào)節(jié)長度的伸縮連接桿，既可以將反射體的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體按既定的方式安裝在基座上，又可以保證反射體的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體在空間上構(gòu)成的圖形達(dá)到預(yù)期的效果。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，亦可以使用不能伸縮的連接桿，本實(shí)施例對此不作限制。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于激光掃描的測量反射體，所述反射體設(shè)于腳架上，其特征在于，所述反射體包括第一球體，所述第一球體為標(biāo)準(zhǔn)球體。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于激光掃描的測量反射體，其中所述反射體還包括第二球體和第三球體，所述第二球體和第三球體為標(biāo)準(zhǔn)球體，所述第一球體、第二球體和第三球體的球心構(gòu)成三角形。
3.如權(quán)利要求2所述的適用于激光掃描的測量反射體，其中所述第一球體和/或第二球體和/或第三球體的外表面上設(shè)有一層反光涂料。
4.如權(quán)利要求2所述的適用于激光掃描的測量反射體，其中所述第一球體、第二球體和第三球體的直徑分別為5 15厘米。
5.如權(quán)利要求2所述的適用于激光掃描的測量反射體，其中所述第一球體、第二球體和第三球體的重量分別為100 500克。
6.如權(quán)利要求2所述的適用于激光掃描的測量反射體，其中所述第一球體和/或第二球體和/或第三球體為實(shí)心或空心的球體。
7.如權(quán)利要求2所述的適用于激光掃描的測量反射體，其中所述第一球體和/或第二球體和/或第三球體通過連接桿與所述腳架相連。
8.如權(quán)利要求7所述的適用于激光掃描的測量反射體，其中所述連接桿與所述腳架之間通過基座相連。
9.如權(quán)利要求7所述的適用于激光掃描的測量反射體，其中所述連接桿與所述第一球體和/或第二球體和/或第三球體之間通過螺紋連接。
10.如權(quán)利要求7所述的適用于激光掃描的測量反射體，其中所述連接桿與所述第一球體和/或第二球體和/或第三球體之間通過卡槽連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于激光掃描的測量反射體，所述反射體設(shè)于腳架上，所述反射體包括第一球體，所述第一球體為標(biāo)準(zhǔn)球體。本發(fā)明的適用于激光掃描的測量反射體不需布設(shè)大量拼接點(diǎn)、反射方向與激光掃描方向沒有夾角，保證了掃描時(shí)激光點(diǎn)的反射能量最佳。不管激光掃描儀從何種角度進(jìn)行測量掃描，本發(fā)明的適用于激光掃描的測量反射體的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)始終是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓，不會(huì)產(chǎn)生變形，有利于提高拼接精度。
文檔編號G01B11/00GK102288109SQ201110119300
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者謝遠(yuǎn)成 申請人:上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院