测量系统的制作方法

1.本技术实施例涉及激光测量领域，具体地涉及一种测量系统。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.根据本技术的第一方面，提供了一种测量系统，包括：
6.激光生成装置，所述激光生成装置用于生成第一线激光和第二线激光；以及
7.激光反射装置，所述激光反射装置用于接收所述第一线激光和所述第二线激光，并且对所述第一线激光和所述第二线激光进行反射以分别形成能够照射至被测区域的第一反射激光和第二反射激光，
8.其中，所述激光反射装置被控制为能够进行转动，以便通过转动所述激光反射装置形成的所述第一反射激光扫描所述被测区域中的第一区域，通过转动所述激光反射装置形成的所述第二反射激光扫描所述被测区域中的第二区域，其中所述第一区域与所述第二区域为不同区域并且所述第一区域与所述第二区域存在部分重叠区域。
9.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光生成装置包括第一激光生成器和第二激光生成器，所述第一激光生成器用于发射所述第一线激光，所述第二激光生成器用于发射所述第二线激光。
10.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述第一激光生成器和所述第二激光生成器的光轴交叉或者交错。
11.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，与所述第一激光生成器的激光出射口垂直的第一延长线和与所述第二激光生成器的激光出射口垂直的第二延长线交叉或者交错。
12.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述第一激光生成器与所述第二激光生成器所处的平面不平行于所述被测区域所处的平面。
13.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述第一激光生成器与
所述第二激光生成器所处的平面垂直于所述被测区域所处的平面。
14.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光反射装置包括反射面，所述反射面接收并反射所述第一线激光和所述第二线激光，并且控制为能够进行转动。
15.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述反射面的尺寸和/或转动角度范围被控制为在所述反射面进行转动的过程中所述第一线激光和第二线激光均能照射至所述反射面。
16.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述反射面的数量为一个。
17.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光生成装置与所述反射面之间不设置光学元件。
18.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光反射装置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并且所述振镜接收并反射所述第一线激光和第二线激光。
19.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述振镜的数量为一个。
20.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述第一线激光和第二线激光直接照射至所述振镜。
21.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述第一线激光和所述第二线激光照射至所述振镜的相同或不同位置。
22.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述第一线激光与所述振镜的第一交线与所述第二线激光与所述振镜的第二交线平行。
23.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光反射装置的转动角度β为α≤β＜(90
°‑
α)，其中α为所述第一线激光与所述第二线激光之间的夹角。
24.根据本技术的第一方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光生成装置同步触发或异步触发来生成所述第一线激光和第二线激光。
25.根据本技术的第二方面，提供了一种测量系统，包括：
26.激光生成装置，所述激光生成装置用于生成三个以上线激光；以及
27.激光反射装置，所述激光反射装置用于接收所述三个以上线激光，并且对所述三个以上线激光进行反射以分别形成能够照射至被测区域的三个以上反射激光，
28.其中，所述激光反射装置被控制为能够进行转动，以便通过转动所述激光反射装置形成的三个以上反射激光扫描所述被测区域中的不同扫描区域，其中所述不同扫描区域中的相邻扫描区域存在部分重叠区域。
29.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光生成装置包括三个以上激光生成器，所述三个以上激光生成器分别形成所述三个以上线激光。
30.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述三个以上激光生成器中相邻两个激光生成器的光轴交叉或者交错、或者所述三个以上激光生成器中任意两个激光生成器的光轴交叉或者交错。
31.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述三个以上激光生成
器中相邻两个激光生成器所构成的平面不平行于所述被测区域所处的平面、或者所述三个以上激光生成器中任意两个激光生成器所构成的平面不平行于所述被测区域所处的平面。
32.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述三个以上激光生成器处于同一平面中，该同一平面与所述被测区域所处的平面垂直或相交。
33.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光反射装置包括反射面，所述反射面接收并反射所述三个以上线激光，并且控制为能够进行转动。
34.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述反射面的尺寸和/或转动角度范围被控制为在所述反射面进行转动的过程中所述三个以上线激光均能照射至所述反射面。
35.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述反射面的数量为一个。
36.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光生成装置与所述反射面之间不设置光学元件。
37.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光反射装置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并且所述振镜接收并反射所述三个以上线激光。
38.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述振镜的数量为一个。
39.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述三个以上线激光直接照射至所述振镜。
40.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述三个以上线激光分别照射至所述振镜的相同或不同位置。
41.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述三个以上线激光与所述振镜的交线分别平行。
42.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光反射装置的转动角度β为(α/(n-1))≤β＜(90
°‑
α)，其中n为线激光的数量且n＞(α/(90
°‑
α))+1，α为所述三个以上线激光的夹角之和且0
°
＜α＜90
°
。
43.根据本技术的第二方面的测量系统的至少一个实施方式，所述激光生成装置同步触发或异步触发来生成所述三个以上线激光。
附图说明
44.附图示出了本技术的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本技术的原理，其中包括了这些附图以提供对本技术的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
45.图1是根据本技术一个实施方式的测量装置的结构示意图。
46.图2是根据本技术一个实施方式的激光生成装置的结构示意图。
47.图3是根据本技术一个实施方式的测量装置的结构示意图。
48.图4是本技术的测量结果与现有技术的测量结果的比较示意图。
49.图5是根据本技术一个实施方式的激光生成装置的结构示意图。
50.图6是根据本技术的三个线激光情况下的三个扫描区域的示意图。
具体实施方式
51.下面结合附图和实施方式对本技术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，而非对本技术实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术实施例相关的部分。
52.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术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技术实施例的技术方案。
53.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技术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，否则在不脱离本技术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。
54.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。
55.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。
56.为了描述性目的，本技术实施例可使用诸如“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。
57.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。
58.根据本技术实施例的实施方式，提供了一种测量系统。图1示出了根据本技术的一个实施例的测量系统。如图1所示，该测量系统10可以包括激光生成装置100、激光反射装置200和成像装置300。
59.在现有技术中，为了增大预定工作高度(激光反射装置距离被测对象的高度)的识别范围(被测区域)，需要增大反射激光的扫描角度范围。相应地将会在增加反射激光的转向角度。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。
60.因此为了增大识别范围并且准确地识别被测对象，在本技术中提出了采用更小转向角度及更短曝光时间的方式。下面将对本技术的具体实施例来进行描述。
61.激光生成装置100可以用于生成第一线激光和第二线激光。激光生成装置100所生成的第一和第二线激光可以分别通过第一激光生成器和第二激光生成器形成，通过第一激光生成器和第二激光生成器所形成的两个线激光存在有夹角，例如该两个线激光形成有交线。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：在线激光没有被阻挡的情况下，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：在线激光交错并且限于线激光的宽度，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。在本技术实施例中两个线激光的夹角可以定义为α，其中0
°
＜α＜90
°
。
62.在本技术实施例中，两个线激光可以分别由两个激光生成器来生成。即各个激光生成器分别各自地投射线激光。两个激光生成器的光轴之间存在交叉点或者交错。例如，可以将两个激光生成器成角度地设置。为了便于理解，在本技术中以实际存在交叉点的情形进行说明，但是还存在交错情况，交错情况同样适用于本技术的各个实施例。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”。此外，也可以根据激光出射口来进行设计，即与第一激光生成器的激光出射口垂直的第一延长线和与第二激光生成器的激光出射口垂直的第二延长线交叉或者交错。
63.图2示出了激光生成装置100可以包括第一激光生成器110和第二激光生成器120。第一激光生成器110的光轴a1和第二激光生成器120的光轴a2存在交叉点c。相应地，第一激光生成器110的光轴a1和第二激光生成器120的光轴a2之间的夹角为α。在图2中示出了两个激光生成器上下排布在与该被测区域的平面垂直的平面中。例外，两个激光生成器的排布平面也可以为与该被测区域的平面相交的形式。
64.参照图1，激光反射装置200用于接收两个线激光l1。根据本技术的优选实施例，两个线激光l1直接照射至激光反射装置，“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)。根据本公开的优选实施例，激光反射装置的数量为一个，而且可以通过
该一个激光反射装置来接收所有的两个线激光以转向。基于所接收的两个线激光l1生成反射激光l2，基于第一线激光生成第一反射激光，基于第二线激光生成第二反射激光。激光反射装置200控制两个反射激光l2的方向进行改变从而通过两个反射激光l2分别形成两个投影光锥(关于投影光锥的界定将在下面进行详细的描述)。激光反射装置200被控制为使得两个反射激光l2所形成的投影光锥在被测区域具有部分重叠区域。激光反射装置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线激光均能实现转向。在本技术中，将两个线激光成角度地设置并且通过激光反射装置对两个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反射装置的转向角度。例如在单个线激光的情况下，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度以保证上述的部分重叠区域)。由此可见，根据本技术的各个实施例，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。
65.通过激光反射装置200进行转向的过程中，对于两个线激光l1中任意一个线激光均会使其改变方向，从而形成多个改变方向后的反射激光。在本技术中，在激光反射装置200使得每个线激光的反射激光进行改变方向时，该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中示出了在激光反射装置200的转向角度范围的两个边界角度，通过第一线激光所生成的两个反射激光l211和l212，其中由反射激光l211至l212或由l212至l211将会构成一个投影光锥。同样，通过第二线激光所生成的反射激光l221和l222，其中反射激光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重叠区域，至少应当在被测区域具有部分重叠区域。其中本文中所描述的被测区域，是指激光投射至被测对象20的相应位置处的区域范围。第一反射激光可以扫描被测区域中的第一区域，第二反射激光可以扫描被测区域中的第二区域，第一区域和第二区域是不同的区域并且具有重叠部分(部分重叠区域)。
66.在本技术实施例中，两个激光生成器的光轴能够形成有交叉点，这样可以在激光反射装置转动更小角度的情况下(也就是激光反射装置转向角度范围可以设置地更小)，来实现被测对象的扫描，从而可以避免激光反射装置的转向角度过大，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，需要对激光反射装置的转向角度进行设计。本技术实施例中，设置激光反射装置使得反射激光的方向改变角度β在预设范围内，β设置为α≤β＜(90
°‑
α)，α为两个线激光的夹角。通过该角度设置，可以保证两个反射激光所形成的投影光锥形成有重叠区域，以防止漏扫、保证覆盖全部待扫描区域。
67.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反射激光的示意。但是本领域的技术人员应当理解，在激光反射装置200对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反射激光或者连续地形成反射激光。图3示意性示出了激光反射装置200在转向角度范围中每个线激光生成多个反射激光的情况。其中，图3所示的重叠区域仅是示意性目的，优选地重叠区域的范围可以设置为尽可能小以降低激光反射装置的转动角度。
68.将线激光变换为反射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。在本技术实施例中优选地采用反射方式。在反射方式
的情况下，激光反射装置200可以设置有反射面，反射面接收两个线激光l1并且反射生成反射激光l2，反射面在预定转动角度范围内进行转动以便使得反射激光分别形成投影光锥并且投影光锥间具有重叠区域。
69.作为一个具体示例，激光反射装置200可以为振镜及振镜电机的形式。如图3所示，激光反射装置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，在本技术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。
70.激光生成装置100发射的两个线激光直接照射至振镜210，振镜210对两个线激光进行反射，分别生成反射激光。“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线激光进行反射。振镜210被控制为进行转动，从而针对每个线激光生成多个反射激光或者连续生成反射激光。在振镜的预设转向角度范围的两个边界角度处所形成的反射激光可以构成每个线激光的投影光锥。另外，振镜的尺寸应当被设计成能够反射激光生成装置100所发射的所有的线激光，并且相邻的投影光锥之间必须具有上述重叠区域以保证投影范围是连续的。例如在图4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重叠区域。即两个反射激光扫描过该重叠区域。这样可以保证投影范围的连续性。在三个以上反射激光的情况下，两两相邻投影光锥均分别形成有一个重叠区域。
71.成像装置300用于接收经由处于被测区域内的被测对象20对反射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。成像装置300的数量可以为一个或者两个以上、作为一个示例，成像装置300可以为3d相机的形式。
72.在本技术实施例中，两个激光生成器的控制方式可以采用同步触发方式或者异步触发方式。例如在成像装置采用全局快门的情况下，可以使得两个以上激光生成器进行同步触发，而在成像装置采用卷帘快门的情况下，可以使得两个激光生成器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。
73.根据本技术实施例的技术方案，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，本技术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。
74.为了保证三维重建的精度，本技术还可以将两个激光生成器设置为一个整体激光生成装置，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器，整体装配更简单且精度更高。进一步的，将激光反射装置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。
75.上面的内容描述了两个线激光的情况，但是根据本技术的思想，还可以设置三个以上的线激光。三个以上线激光的情况实际上与两个线激光思路相同/相似。下面将对其进行具体地描述。
76.激光生成装置可以用于生成三个以上线激光。激光生成装置100所生成的三个以
上线激光可以通过三个以上激光器来分别形成，通过三个以上激光器所形成的三个以上线激光的两两相邻的线激光存在有夹角。激光生成装置被控制为使得三个以上线激光中两两相邻的线激光之间具有夹角。三个以上线激光的两两相邻的线激光均存在交线。需要说明的是，两两相邻的线激光的各自交线可以为同一条交线也可以为不同交线。例如在三个线激光的情况下，第一线激光和第二出线激光的交线可以为第一交线，第二线激光和第三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：在线激光没有被阻挡的情况下，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：在线激光交错并且限于线激光的宽度，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。在本技术实施例中三个以上线激光的夹角之和可以定义为α，其中0
°
＜α＜90
°
。在三个线激光的情况下，第一线激光和第二线激光之间的夹角为α1，第二线激光和第三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线激光间的夹角之和。
77.在本技术实施例中，三个以上线激光可以分别由三个以上激光生成器来生成。也就是说，激光生成装置可以包括三个以上激光生成器以分别生成三个以上线激光，即各个激光生成器分别各自的投射线激光。三个以上激光生成器中两两相邻的激光生成器的光轴之间存在交叉点。例如，可以将三个以上激光生成器彼此之间成角度地设置。同样地，对于三个以上激光生成器，两两相邻的激光生成器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。
78.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，也可以适用于本技术实施例，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线激光之间存在交线。为了便于理解，在本技术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技术的各个实施例。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”。
79.图5示出了三个激光生成器的情况。激光生成装置100可以包括第一激光生成器110、第二激光生成器120和第三激光生成器130。如图5所示，第一激光生成器110的光轴a1、第二激光生成器120的光轴a2和第三激光生成器130的光轴a3可以存在同一个交叉点c。但是需要理解的是，第一激光生成器110的光轴a1和第二激光生成器120的光轴a2的交叉点和第二激光生成器120的光轴a2和第三激光生成器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。这样第一激光生成器110的光轴a1和第二激光生成器120的光轴a2之间的夹角为α1，第二激光生成器120的光轴a2和第三激光生成器130的光轴a3之间的夹角为α2，其中α＝α1+α2。
80.在本技术实施例中，三个以上激光生成器中两两相邻的激光生成器所形成的平面、或者三个以上激光生成器中任意两个激光生成器所形成的平面，设置成与被测对象所处的被测区域的平面不平行。三个以上激光生成器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5中示出了三个激光生成器排布在相同平面中。
81.激光反射装置用于接收三个以上线激光。根据本技术的优选实施例，三个以上线激光直接照射至激光反射装置，“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，激光反射装置的数量为一个，而且可以通过该一个激光反射装置来接收所有的三个以上线激光以转向。基于所接收的三个以上线激光生成三个以上反射激光，激光反射装置控制三个以上反射激光的方向进行改变从而通过三个以上反射激光分别形成三个以上投影光锥(关于投影光锥的界定将在下面进行详细的描述)。激光反射装置被控制为使得三个以上反射激光中两两相邻的反射激光所形成的投影光锥在被测区域具有重叠区域。激光反射装置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线激光均能实现转向。在本技术中，将三个以上线激光成角度地设置并且通过激光反射装置对三个以上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反射装置的转向角度。例如在单个线激光的情况下，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度以保证上述的重叠区域)，而在三个线激光的情况下，转向角度最小可以设置在20度(需要适当地大于20度以保证上述的重叠区域)。由此可见，根据本技术的各个实施例，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。
82.通过激光反射装置进行转向的过程中，对于三个以上线激光中任意一个线激光均会使其改变方向，从而形成多个改变方向后的反射激光。在本技术中，在激光反射装置使得每个线激光的反射激光进行改变方向时，该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。两个相邻投影光锥之间应当具有重叠区域，至少应当在被测区域具有重叠区域。在本技术实施例中，三个以上激光生成器的光轴能够形成有交叉点，这样可以在激光反射装置转动更小角度的情况下(也就是激光反射装置转向角度范围可以设置地更小)，来实现被测对象的扫描，从而可以避免激光反射装置的转向角度过大，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，需要对激光反射装置的转向角度进行设计。本技术实施例中，设置激光反射装置使得反射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为线激光的数量且n＞(α/(90
°‑
α))+1，α为所述三个以上线激光的夹角之和且0
°
＜α＜90
°
。通过该角度设置，可以保证各个反射激光中两两相邻的反射激光所形成的投影光锥均形成有重叠区域，以防止漏扫、保证覆盖全部待扫描区域。
83.将线激光变换为反射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。在本技术实施例中优选地采用反射方式。在反射方式的情况下，激光反射装置可以设置有反射面，反射面接收三个以上线激光并且反射生成反射激光，反射面在预定转动角度范围内进行转动以便使得反射激光分别形成投影光锥并且投影光锥间具有重叠区域。
84.作为一个具体示例，激光反射装置可以为振镜及振镜电机的形式。振镜电机可以来自振镜控制器的控制指令，从而带动振镜进行转动，其中振镜的转动范围限定至上述的预设范围。另外，在本技术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。
85.激光生成装置发射的多个线激光直接照射至振镜，振镜对多个线激光进行反射，分别生成多个反射激光。“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线激光进行反射。振镜被控制为进行转动，从而针对每个线激光生成多个反射激光或者连续生成反射激光。在振镜的预设转向角度范围的两个边界角度处所形成的反射激光可以构成每个线激光的投影光锥。在两个线激光的情况下，两个投影光锥应当具有上述的重叠区域，在多个线激光的情况下，两两相邻的投影光锥应当具有上述的重叠区域。另外，振镜的尺寸应当被设计成能够反射激光生成装置所发射的所有的线激光，并且相邻的投影光锥之间必须具有上述重叠区域以保证投影范围是连续的。例如在图6的示意图中，在三个反射激光的情况下形成了三个扫描区域，两两相邻扫描区域均分别形成有一个重叠区域。
86.在本技术实施例中，激光生成器的控制方式可以采用同步触发方式或者异步触发方式。例如在成像装置采用全局快门的情况下，可以使得两个以上激光生成器进行同步触发，而在成像装置采用卷帘快门的情况下，可以使得两个以上激光生成器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。
87.为了保证三维重建的精度，本技术还可以将多个激光生成器设置为一个整体激光生成装置，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器，整体装配更简单且精度更高。进一步的，将激光反射装置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。
88.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技术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。
89.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。在本技术实施例的描述中，“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。
90.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技术实施例，而并非是对本技术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技术实施例的范围内。

技术特征：
1.一种测量系统，其特征在于，包括：激光生成装置，所述激光生成装置用于生成第一线激光和第二线激光；以及激光反射装置，所述激光反射装置用于接收所述第一线激光和所述第二线激光，并且对所述第一线激光和所述第二线激光进行反射以分别形成能够照射至被测区域的第一反射激光和第二反射激光，其中，所述激光反射装置被控制为能够进行转动，以便通过转动所述激光反射装置形成的所述第一反射激光扫描所述被测区域中的第一区域，通过转动所述激光反射装置形成的所述第二反射激光扫描所述被测区域中的第二区域，其中所述第一区域与所述第二区域为不同区域并且所述第一区域与所述第二区域存在部分重叠区域。2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述激光生成装置包括第一激光生成器和第二激光生成器，所述第一激光生成器用于发射所述第一线激光，所述第二激光生成器用于发射所述第二线激光。3.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述第一激光生成器和所述第二激光生成器的光轴交叉或者交错。4.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，与所述第一激光生成器的激光出射口垂直的第一延长线和与所述第二激光生成器的激光出射口垂直的第二延长线交叉或者交错。5.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述第一激光生成器与所述第二激光生成器所处的平面不平行于所述被测区域所处的平面。6.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述第一激光生成器与所述第二激光生成器所处的平面垂直于所述被测区域所处的平面。7.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述激光反射装置包括反射面，所述反射面接收并反射所述第一线激光和所述第二线激光，并且控制为能够进行转动。8.如权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述反射面的尺寸和/或转动角度范围被控制为在所述反射面进行转动的过程中所述第一线激光和第二线激光均能照射至所述反射面。9.如权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述反射面的数量为一个。10.如权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述激光生成装置与所述反射面之间不设置光学元件。11.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述激光反射装置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并且所述振镜接收并反射所述第一线激光和第二线激光。12.如权利要求11所述的测量系统，其特征在于，所述振镜的数量为一个。13.如权利要求11所述的测量系统，其特征在于，所述第一线激光和第二线激光直接照射至所述振镜。14.如权利要求11所述的测量系统，其特征在于，所述第一线激光和所述第二线激光照射至所述振镜的相同或不同位置。15.如权利要求11所述的测量系统，其特征在于，所述第一线激光与所述振镜的第一交线与所述第二线激光与所述振镜的第二交线平行。16.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述激光反射装置的转动角度β为α≤β
＜(90
°‑
α)，其中α为所述第一线激光与所述第二线激光之间的夹角。17.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述激光生成装置同步触发或异步触发来生成所述第一线激光和第二线激光。18.一种测量系统，其特征在于，包括：激光生成装置，所述激光生成装置用于生成三个以上线激光；以及激光反射装置，所述激光反射装置用于接收所述三个以上线激光，并且对所述三个以上线激光进行反射以分别形成能够照射至被测区域的三个以上反射激光，其中，所述激光反射装置被控制为能够进行转动，以便通过转动所述激光反射装置形成的三个以上反射激光扫描所述被测区域中的不同扫描区域，其中所述不同扫描区域中的相邻扫描区域存在部分重叠区域。19.如权利要求18所述的测量系统，其特征在于，所述激光生成装置包括三个以上激光生成器，所述三个以上激光生成器分别形成所述三个以上线激光。20.如权利要求19所述的测量系统，其特征在于，所述三个以上激光生成器中相邻两个激光生成器的光轴交叉或者交错、或者所述三个以上激光生成器中任意两个激光生成器的光轴交叉或者交错。21.如权利要求19所述的测量系统，其特征在于，所述三个以上激光生成器中相邻两个激光生成器所构成的平面不平行于所述被测区域所处的平面、或者所述三个以上激光生成器中任意两个激光生成器所构成的平面不平行于所述被测区域所处的平面。22.如权利要求19所述的测量系统，其特征在于，所述三个以上激光生成器处于同一平面中，该同一平面与所述被测区域所处的平面垂直或相交。23.如权利要求18所述的测量系统，其特征在于，所述激光反射装置包括反射面，所述反射面接收并反射所述三个以上线激光，并且控制为能够进行转动。24.如权利要求23所述的测量系统，其特征在于，所述反射面的尺寸和/或转动角度范围被控制为在所述反射面进行转动的过程中所述三个以上线激光均能照射至所述反射面。25.如权利要求23所述的测量系统，其特征在于，所述反射面的数量为一个。26.如权利要求23所述的测量系统，其特征在于，所述激光生成装置与所述反射面之间不设置光学元件。27.如权利要求18所述的测量系统，其特征在于，所述激光反射装置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并且所述振镜接收并反射所述三个以上线激光。28.如权利要求27所述的测量系统，其特征在于，所述振镜的数量为一个。29.如权利要求27所述的测量系统，其特征在于，所述三个以上线激光直接照射至所述振镜。30.如权利要求27所述的测量系统，其特征在于，所述三个以上线激光分别照射至所述振镜的相同或不同位置。31.如权利要求27所述的测量系统，其特征在于，所述三个以上线激光与所述振镜的交线分别平行。32.如权利要求18所述的测量系统，其特征在于，所述激光反射装置的转动角度β为(α/(n-1))≤β＜(90
°‑
α)，其中n为线激光的数量且n＞(α/(90
°‑
α))+1，α为所述三个以上线激光的夹角之和且0
°
＜α＜90
°
。
33.如权利要求18所述的测量系统，其特征在于，所述激光生成装置同步触发或异步触发来生成所述三个以上线激光。

技术总结
本申请实施例提供了一种测量系统，包括：激光生成装置，激光生成装置用于生成第一线激光和第二线激光；以及激光反射装置，激光反射装置用于接收第一线激光和第二线激光，并且对第一线激光和第二线激光进行反射以分别形成能够照射至被测区域的第一反射激光和第二反射激光，其中，激光反射装置被控制为能够进行转动，以便通过转动激光反射装置形成的第一反射激光扫描被测区域中的第一区域，通过转动激光反射装置形成的第二反射激光扫描被测区域中的第二区域，其中第一区域与第二区域为不同区域并且第一区域与第二区域存在部分重叠区域。域。域。


技术研发人员：刘万辉 吴朋林 李宏坤 樊钰
受保护的技术使用者：北京迁移科技有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/12