專利名稱：用于獲取空間區(qū)域的三維數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于獲取空間區(qū)域的三維數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括以下
步驟
-提供具有發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的激光掃描儀，
-通過所述發(fā)射機(jī)向所述空間區(qū)域中的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)發(fā)出多個(gè)測(cè)量光
束，
-接收由所述測(cè)量點(diǎn)反射的多個(gè)反射光束，以及
-基于所述反射光束確定距所述多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的多個(gè)距離。
本發(fā)明還涉及用于獲取空間區(qū)域的三維數(shù)據(jù)的設(shè)備，所述設(shè)備包括具 有發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的激光掃描儀，所^L射M配置用于向所述空間區(qū)域 中的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)發(fā)出多個(gè)測(cè)量光束，所述接il^M^配置用于接收由所述測(cè) 量點(diǎn)反射的多個(gè)反射光束以及基于所述反射光束確定距所述多個(gè)測(cè)量點(diǎn) 的多個(gè)多巨離。
背景技術(shù)：
此種方法和設(shè)備可從例如DE 103 61 870中獲知。
該文獻(xiàn)公開了 一種包括測(cè)量頭的激光掃描儀，所述測(cè)量頭保持有以可 可轉(zhuǎn)動(dòng)方式被支撐的轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子被繞著水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)發(fā)出多個(gè)激光 束。由于該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述激光束被發(fā)送到空間中的覆蓋了 270°或更 大的豎角(vertical angle)的多個(gè)方向上。此外，所述測(cè)量頭被繞著垂 直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所發(fā)出的激光束幾乎完全掃描周圍的空間區(qū)域。在該測(cè)量 頭中設(shè)置有接收機(jī)，該接收機(jī)接收從所述空間區(qū)域中的目標(biāo)點(diǎn)反射的反射 光束，并通過所發(fā)出的光束與所接收的光束之間的延遲時(shí)間差來確定距所 述目標(biāo)點(diǎn)的距離。此外，所述接收機(jī)針對(duì)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)產(chǎn)生取決于所反射的 測(cè)量光束的強(qiáng)度的^JL值。總之，所述已知的激光掃描儀可以用于記錄空 間區(qū)域的三維圖像，并且所述多個(gè)^jl值產(chǎn)生可與對(duì)空間區(qū)域的黑/白記 錄相比的全面圖像。此外，針對(duì)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)提供距離信息項(xiàng)，使得可以更精確地檢查、勘測(cè)、和/或稍后借助于所記錄的數(shù)據(jù)而對(duì)該空間區(qū)域進(jìn)行 文檔記錄。這種激光掃描儀的典型應(yīng)用是對(duì)例如要在其中設(shè)計(jì)和建立新的 生產(chǎn)線的工廠車間的勘測(cè)。在另一已知的應(yīng)用中，這種激光掃描儀被移動(dòng) 穿過隧道管路(如必要的話，而非繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng))，以檢查例如該隧道的 狀況以及確定該隧道中每一點(diǎn)處的凈寬。
原則上，這種激光掃描儀適合于獲取由諸如墻壁或自然障礙物之類的 目標(biāo)所界定的任何空間區(qū)域的三維數(shù)據(jù)。包括全視野空間區(qū)域的"光學(xué)圖 像"的相對(duì)快且廣泛的數(shù)據(jù)釆集還使得這種激光掃描儀有利于法醫(yī)學(xué)應(yīng)
用，即，對(duì)犯罪現(xiàn)場(chǎng)的法醫(yī)學(xué)覆蓋(forensic coverage)和文檔記錄。但 是，對(duì)犯罪現(xiàn)場(chǎng)的法醫(yī)學(xué)覆蓋需要迄今已知的激光掃描儀所無法提供的進(jìn) 一步的信息。所述信息主要包括與射彈穿入墻壁或另一障礙物時(shí)所產(chǎn)生的 彈道的位置和路線相關(guān)的信息。
對(duì)于對(duì)彈道的法醫(yī)學(xué)覆蓋，目前使用標(biāo)記有顏色的桿，所述桿以其近 端從彈道的入口伸出的方式被插入彈道中。這些桿可以用于識(shí)別所述彈道 的方位。適當(dāng)?shù)臈U例如由Lightning Power Company, Inc., 13386 International Parway， Jacksonville, FL 32218, USA提供。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)該背景，本發(fā)明的目的是改善上述提及的類型的方法和設(shè)備，以 開發(fā)新的應(yīng)用。具體地，本發(fā)明的目的是便利于空間區(qū)域的法醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)獲 取。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該目的是通過上述提及的類型的方法來實(shí)現(xiàn) 的，其中所述空間區(qū)域包括至少一個(gè)包含具有可見入口的隱蔽通道的目 標(biāo)，桿狀元件以自由端從該入口伸出的方式被插入到該通道中，確定距該 自由端處的第一測(cè)量點(diǎn)的第一距離以及距該自由端處的第二測(cè)量點(diǎn)的至 少一個(gè)第二距離，以及基于所述第一和第二距離來確定所述隱蔽通道的方位。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該目的通過之前提及的類型的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)， 其中所述接收機(jī)還被配置用于通過確定距桿狀元件的自由端處的第一測(cè)
量點(diǎn)的距離以;sj巨該自由端處的第二測(cè)量點(diǎn)的至少一個(gè)第二距離，來確定 所述桿狀元件的方位，其中，所述桿狀元件的自由端從在空間區(qū)域中的目 標(biāo)處的隱蔽通道的入口伸出。本發(fā)明可用于根據(jù)借助于所述激光掃描儀采集的數(shù)據(jù)來確定彈道或其它隱蔽在目標(biāo)中的通道的方位。由于該激光掃描儀能夠借助于該桿狀元件以某種方式來"窺視"該目標(biāo)，由此擴(kuò)展了已知的激光掃描儀的能力。容易理解，該新穎方法和新穎設(shè)備特別適用于對(duì)其中使用了槍械的犯罪現(xiàn)場(chǎng)的法醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)獲取。當(dāng)然，該新穎方法和新穎設(shè)備還可用于對(duì)隱蔽在目標(biāo)中的通道的方位進(jìn)行記錄和勘測(cè)的其它目的，例如用于對(duì)建筑墻壁中的鉆孔進(jìn)行記錄。
該新穎方法和新穎設(shè)備具有以下優(yōu)點(diǎn)可以非?？焖偾腋呔_性地確定通道的方位，在對(duì)"其余的"空間區(qū)域進(jìn)行三維測(cè)量的同時(shí)釆集用于確定方位的數(shù)據(jù)。特別有利的是，可以在空間區(qū)域的"光學(xué)圖像"中對(duì)通道的方位進(jìn)行標(biāo)記，這l更利于記錄和之后的分析。
由此完全實(shí)現(xiàn)了上述的目的。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該桿狀元件具有桿狀遠(yuǎn)端區(qū)域和近端區(qū)域，所述桿狀遠(yuǎn)端區(qū)域被配置用于插入到隱蔽通道中，所述近端區(qū)域具有至少一個(gè)擴(kuò)大體，在所述擴(kuò)大體處設(shè)置有第一測(cè)量點(diǎn)和第二測(cè)量點(diǎn)。所述第一測(cè)量點(diǎn)和第二測(cè)量點(diǎn)優(yōu)選地被沿著該桿狀元件設(shè)置在桿狀元件彼此的相對(duì)距離處，所i^目對(duì)距離優(yōu)選為大約10cm或以上。該遠(yuǎn)端區(qū)域優(yōu)選地具有在約0.2 cm與1 cm之間的外徑。所述擴(kuò)大體的外徑優(yōu)選地在約2cm與15 cm之間，進(jìn)一步優(yōu)選地在約5 cm與10 cm之間。
使所述桿狀元件具有相對(duì)薄的遠(yuǎn)端區(qū)域和加厚的近端區(qū)域便利于對(duì)所述方位的精確且明確的確定。相對(duì)薄的遠(yuǎn)端區(qū)域使得能夠?qū)U狀元件插入到窄的彈道、鉆孔等中。另一方面，在近端區(qū)域中的擴(kuò)大體^t利于對(duì)桿狀元件的確切的識(shí)別以及由此便利于可靠且精確地確定方位。由于測(cè)量精確性的提高通常是通過"精細(xì)的(fine)"測(cè)量器具來實(shí)現(xiàn)的，因此起初并未預(yù)料到這個(gè)效果。而在本實(shí)施方式中，在優(yōu)選實(shí)施例中使用超過隱蔽通道的尺寸10至20倍的擴(kuò)大體。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于對(duì)空間區(qū)域的三維覆蓋，可以在擴(kuò)大體自身的維度上對(duì)所述擴(kuò)大體進(jìn)行勘測(cè)，這繼而使得能夠以提高的精確性來^地確定所述方位。
在另一實(shí)施例中，所述遠(yuǎn)端區(qū)域限定了縱軸，并且所述至少一個(gè)體具有基本上位于該縱軸上的中心點(diǎn)。
在該實(shí)施例中，相對(duì)于桿狀元件的遠(yuǎn)端區(qū)域而近似同軸地設(shè)置所述體。這有利于精確地確定所述方位。此外，在該實(shí)施例中，所述桿狀元件
6繞其縱軸的旋轉(zhuǎn)位置不重要的，以便可以以更簡單和更快的方式將桿狀元 件定位在所述通道中。
在另 一實(shí)施例中，確定距所述至少一個(gè)體處的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的多個(gè)體距 離，并基于所述多個(gè)體距離確定所述中心點(diǎn)。
在該實(shí)施例中，所述體自身被勘測(cè)以盡可能精確地確定其中心點(diǎn)。可 用來確定所述體的中心點(diǎn)的精確度越高，則可用來確定所述隱蔽通道的方 位的精確度就越高。
在對(duì)該實(shí)施例的優(yōu)選的改進(jìn)中，所述體具有限定的幾何形狀，且該幾 何形狀的理想圖像與表示多個(gè)體距離的點(diǎn)云相匹配。所述匹配例如可以根 據(jù)最小二乘法來進(jìn)行。該實(shí)施例使得即使在對(duì)所述體的勘測(cè)具有高測(cè)量噪 聲時(shí)也能夠精確地確定所述隱蔽通道的方位。
在另一實(shí)施例中，每個(gè)反射光束具有光束強(qiáng)度，且所述方位還基于所 述光束強(qiáng)度來確定。
在該實(shí)施例中，不似巨離信息，而且光束強(qiáng)度也被用于確定所述至少 一個(gè)體的位置和對(duì)準(zhǔn)。由于確定所述方位的精確度取決于對(duì)所述體進(jìn)行勘 測(cè)的精確度，因此該實(shí)施例使得能夠進(jìn)一步改善測(cè)量精確度。
在另一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)體具有伸長的形狀，特別地為圓柱形。
在該實(shí)施例中，所述體具有所限定的主方向，有利的是，該主方向與 所尋找的方位同軸。使用這種體便利于確定所述方位和提高測(cè)量精確度。 所述伸長的形狀越長，則越可能檢測(cè)到由激光掃描儀進(jìn)一步分開的測(cè)量 點(diǎn)。遠(yuǎn)離著的測(cè)量點(diǎn)降低了由于 >差和/或測(cè)量噪聲而可能產(chǎn)生的測(cè)量誤 差。
在另 一 實(shí)施例中，桿狀元件包括被設(shè)置在彼此相對(duì)距離處的至少兩個(gè)體。
該實(shí)施例也是針對(duì)桿狀元件上的遠(yuǎn)離著的測(cè)量點(diǎn)而提供的，并且由此 提供了測(cè)量誤差的降低。該實(shí)施例在所述至少兩個(gè)體具有相同形狀的情況 下是特別有利的，這是因?yàn)?，那樣就可以使用相同的算法來確定所述中心
點(diǎn)。與單個(gè)伸長的體相比，該實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)自由的近端負(fù)荷有較 輕的重量，這減少了桿狀元件的彎曲。
在另一實(shí)施例中，所述至少兩個(gè)體為球體。作為替換方案，所述至少 兩個(gè)體可以為立方體或其它幾何要素。球體使得能夠以相對(duì)簡單和精確的方式來確定在很大程度上獨(dú)立于 激光掃描儀的視向或視角的中心點(diǎn)。因此，通常優(yōu)選球體作為所述體。相
比而言，立方體具有以下優(yōu)點(diǎn)桿狀元件不會(huì)滾走，這有利于實(shí)際^Mt和 運(yùn)輸。
在另一實(shí)施例中，所述隱蔽通道是彈道，且基于所述方位來確定空間 區(qū)域內(nèi)的假定的槍手位置。有利的是，通過沿著所述方位查找近似地與槍 手大小相對(duì)應(yīng)的位置，自動(dòng)地對(duì)該假定位置進(jìn)行確定。
由于該實(shí)施例簡化并加快了對(duì)犯罪現(xiàn)場(chǎng)的法醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)獲取，因此該實(shí) 施例代表了所述新穎方法和新穎設(shè)備的特別優(yōu)選的應(yīng)用。
在另一實(shí)施例中，桿狀元件包括在遠(yuǎn)端區(qū)域中的標(biāo)記，該標(biāo)記具有較 強(qiáng)反射部分和較弱反射部分。
利用該實(shí)施例，由于具有不同^Jt性的部分分別導(dǎo)致了所>^射光束的 不同的光束強(qiáng)度，因此可以以非常簡單的方式對(duì)所述隱蔽通道的深度進(jìn)行 記錄。由此，在所述光學(xué)圖4象中，這種標(biāo)記是明顯可見的，并且可以以相 對(duì)快和簡單的方式在所記錄的數(shù)據(jù)中識(shí)別這種標(biāo)記。
不用說，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，上述特征以及下面將要說 明的特征不僅可以用于在每種情況下所指定的組合中，而且可以用于其它 組合中，或者可以使用這些特征自身。


在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，并且將在以下的描述中更詳 細(xì)地說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施例的簡化的表示；
圖2以部分切除側(cè)視圖示出了在根據(jù)圖1的示例性實(shí)施例中使用的激 光掃描儀；
圖3至5示出了根據(jù)本發(fā)明的桿狀元件的各個(gè)示例性實(shí)施例；以及
圖6示出了用于說明根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施例的簡化的流 程圖。
具體實(shí)施例方式
8在圖1中，用附圖標(biāo)記10來整體表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光掃描 儀。在這種情況下，激光掃描儀10具有設(shè)置于三腳架14上的測(cè)量頭12。 測(cè)量頭12可以在三腳架14上繞由箭頭18所指示的垂直軸16轉(zhuǎn)動(dòng)。
測(cè)量頭12具有近似為U形的殼體。在兩個(gè)殼體腿之間設(shè)置有可繞由 箭頭24指示的水平軸22轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子20。轉(zhuǎn)子20具有出射窗，測(cè)量光束 Ls可以從所述出射窗中射出。測(cè)量光束Ls沿光束軸26延續(xù)到目標(biāo)30上 的測(cè)量點(diǎn)28。所述測(cè)量光束被從測(cè)量點(diǎn)28反射，并作為反射光束Lr傳 回到測(cè)量頭12,這里，所述反射光束Lr遭遇轉(zhuǎn)子20且^L檢測(cè)器(這里 未示出)進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)測(cè)量光束Ls的發(fā)送與^Jt光束Lr的接收之間 的時(shí)間差，可以確定激光掃描儀10與測(cè)量點(diǎn)28之間的距離d。有利的是， 可對(duì)測(cè)量光束Ls進(jìn)行調(diào)制以用于確定延遲時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，測(cè)量點(diǎn)28在此位于隱蔽在目標(biāo)30中的通 道(這里未示出)的入口或出口的區(qū)域中.為了確定通道的方位，該新穎 設(shè)備包括被以桿狀遠(yuǎn)端插入到通道的開口中的桿狀元件32。在所述桿狀 元件32的自由的近端處，形狀為球體34的體^L設(shè)置于此處。
附圖標(biāo)記36表示站在空間區(qū)域38中的某位置處的可能已經(jīng)開槍的 人，其射彈產(chǎn)生了目標(biāo)30中的隱蔽通道?？梢越柚谒鲂路f方法及新 穎設(shè)^^根據(jù)該隱蔽通道的方位來確定該位置。
圖2更詳細(xì)地示出了激光掃描儀10和桿狀元件32。如前所述，相同 的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
測(cè)量頭12具有基部40，在基部40上垂直地設(shè)置有兩個(gè)支撐壁42、 44。所述支撐壁42連同殼體部分46—起形成了內(nèi)部空間，在該內(nèi)部空間 中設(shè)置有M射器48和檢測(cè)器50。這里，M射器48為激光二極管， 檢測(cè)器50包括以矩陣型布置的多個(gè)光敏元件。
附圖標(biāo)記52表示評(píng)估和控制單元，在優(yōu)選實(shí)施例中，所述評(píng)估和控 制單元包含基于PC的計(jì)算單元。評(píng)估和控制單元52驅(qū)動(dòng)itJC射器48， 使其產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的測(cè)量光束Ls。此外，評(píng)估和控制單元52對(duì)檢測(cè)器50 進(jìn)M取以用于確定距離d和反射光束Lr的光強(qiáng)度。
這里，轉(zhuǎn)子20承載鏡54，所述鏡54被設(shè)置成與發(fā)射機(jī)348和檢測(cè) 器50相對(duì)，并且相對(duì)于所述檢測(cè)器傾斜45。。轉(zhuǎn)子20與驅(qū)動(dòng)器56相連 接，驅(qū)動(dòng)器56引起鏡54繞水平軸22的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于該轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量光束Ls 被沿著空間區(qū)域38中的豎向的圓形區(qū)域而偏轉(zhuǎn)。如已參照?qǐng)D1提及的，本實(shí)施例的激光掃描儀10具有另 一驅(qū)動(dòng)器58, 驅(qū)動(dòng)器58提供了測(cè)量頭12繞垂直軸16的轉(zhuǎn)動(dòng)。這允許借助于要在空間 區(qū)域38內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的測(cè)量光束Ls跨過的"垂直扇"，以使得測(cè)量光束Ls可以 實(shí)質(zhì)上照亮激光掃描儀10的環(huán)境下的所有目標(biāo)點(diǎn)。為了能夠?qū)⑺鵬O巨離 和強(qiáng)度信息與各個(gè)測(cè)量點(diǎn)28相關(guān)聯(lián)，驅(qū)動(dòng)器56、 58被提供有編碼器60、 62，借助于所述編碼器60， 62來確定測(cè)量光束Ls的相應(yīng)的對(duì)準(zhǔn)。
附圖標(biāo)記66表示目標(biāo)30 (例如墻壁)中的隱蔽通道。根據(jù)本發(fā)明的 示例性實(shí)施例，桿狀元件32的遠(yuǎn)端68被推送到通道66中。桿狀元件32 的近端70從通道66的入口或出口 72伸出。在該近端70處，兩個(gè)球體 34a、 34b被設(shè)置在此處，在下文中將借助于圖3進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
桿狀元件32限定了與隱蔽通道66的方位相對(duì)應(yīng)的縱軸74?？梢酝?過借助于激光掃描儀10確定兩個(gè)球體34a， 34b的位置，來借助于所述兩 個(gè)球體34a、 34b以自動(dòng)的方式確定所述方位。所述球體的位置可以用于 確定表示該方位74的矢量。
圖3示出了桿狀元件32的優(yōu)選實(shí)施例。元件32具有被配置用于插入 隱蔽通道中的遠(yuǎn)端68。在近端70處，兩個(gè)球體34a、 34b被布置處于限 定的距離dss處。這里，所述桿的外徑為大約0.5 mm。相比而言，球體 34a、 34b的外徑的大小大約為5至10cm。當(dāng)然，珎/本34a、 34b還可以 更小或更大，而且在激光掃描儀IO的測(cè)量數(shù)據(jù)中，具有更大直徑的球體 更易于被識(shí)別。另一方面，具有更小的直徑的球體有利于對(duì)元件32的操 作，并且保證了在自由的近端處的較輕的重量。
在一個(gè)示例性實(shí)施例中，球體34a、 34b由聚苯乙烯制成，并^C推到 桿狀元件32的桿上。所述球體34a、 34b可以在該桿上移動(dòng)或者可以例如 通過粘接被固定在其相應(yīng)的位置上。
每個(gè)球體34a、 34b具有在所述新穎方法的優(yōu)選示例性實(shí)施例中確定 的該球體的中心點(diǎn)76a、 76b。如圖3所示，這里，所述球體的中心點(diǎn)76a、 76b位于縱軸74上，即，桿狀元件32的桿在中心地穿過所*體的中心 點(diǎn)76a、 76b。
圖4示出了桿狀元件82的另一示例性實(shí)施例，該桿狀元件82大體上 與圖3的元件32相對(duì)應(yīng)。然而，元件82具有立方體84a、 84b，而不是 球體34a， 34b。
圖5示出了與前面兩個(gè)示例性實(shí)施例相對(duì)照的、僅具有單個(gè)圓柱88的桿狀元件86的另一示例性實(shí)施例。
在下文中，借助于圖6來描述所述新穎方法的優(yōu)選示例性實(shí)施例。在 所有部件均已設(shè)定好并開始工作時(shí)，根據(jù)步驟94，對(duì)鏡54進(jìn)行定位。根 據(jù)步驟96，發(fā)出測(cè)量光束Ls。根據(jù)步驟98，接收反射光束Lr。根據(jù)步 猓100，隨后使用評(píng)估和控制單元52來根據(jù)延遲時(shí)間差而確定距測(cè)量點(diǎn) 28的距離。此外，根據(jù)步驟102，根據(jù)反射光束Lr的強(qiáng)度來確定A^值。 根據(jù)步驟104,針對(duì)可以借助于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器56， 58來調(diào)整的鏡子54的所 有位置而重復(fù)所述過程，以獲得對(duì)空間區(qū)域38的三維(3D)記錄。
一旦已經(jīng)記錄了所有的測(cè)量數(shù)據(jù)，則根據(jù)步驟106，識(shí)別桿狀元件上 的體或多個(gè)體(例如，球體34a、 34b)。然后，才艮據(jù)步驟108,確定中心 點(diǎn)76a、 76b的坐標(biāo)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，這是通過將理想的球體擬合于 由激光掃描儀10記錄的"點(diǎn)云"來完成的。例如，所述擬合可以根據(jù)最 小二乘法來進(jìn)行。然后，計(jì)算所擬合的球體的中心點(diǎn)坐標(biāo)。
根據(jù)步驟IIO，基于所計(jì)算出的中心點(diǎn)坐標(biāo)來確定方位74。然后，根 據(jù)步驟112，確定已發(fā)射了形成(子彈)通道66的射彈的槍手的假定位 置。為此，沿著方位74尋找一位置或位置范圍，在該位置或位置范圍中， 地面上的"典型高度"與方位74相交。該典型高度在約lm與1.8m之間 的范圍內(nèi)。此外或作為替換方案，可以通過沿著方位74將個(gè)人的圖像插 入(根據(jù)反射光束的強(qiáng)度)借助于激光掃描儀10記錄的空間區(qū)域的圖像 中，來確定槍手的假定位置。在另外的示例性實(shí)施例中，在對(duì)空間區(qū)域 38的掃描期間可以對(duì)人36進(jìn)行記錄，以使得可以將人36的坐標(biāo)與方位 74進(jìn)行比較。
權(quán)利要求
1. 一種用于獲取空間區(qū)域(38)的三維數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟-提供包括發(fā)射機(jī)(48)和接收機(jī)(50，52)的激光掃描儀(10)，-借助于所述發(fā)射機(jī)(48)向空間區(qū)域(38)中的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)(28)發(fā)出多個(gè)測(cè)量光束(Ls)，-接收由所述測(cè)量點(diǎn)(28)反射的多個(gè)反射光束(Lr)，以及-基于所述反射光束(Lr)確定距所述多個(gè)測(cè)量點(diǎn)(28)的多個(gè)距離，其特征在于，所述空間區(qū)域(38)包括至少一個(gè)目標(biāo)(30)，所述目標(biāo)包含具有可見入口(72)的隱蔽通道(66)，桿狀元件(32)以自由端(70)從所述入口(72)伸出的方式被插入到通道(66)中，確定距自由端(70)處的第一測(cè)量點(diǎn)(34a)的第一距離以及距自由端(70)處的第二測(cè)量點(diǎn)(34b)的至少一個(gè)第二距離，并且基于所述第一和第二距離確定所述隱蔽通道(66)的方位(74)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述桿狀元件(32) 具有桿狀遠(yuǎn)端區(qū)域(68 )和近端區(qū)域(70 )，所述桿狀遠(yuǎn)端區(qū)域(68 )被 配置用于插入到隱蔽通道(66)中，所述近端區(qū)域(70 )具有至少一個(gè)擴(kuò) 大體(34; 84; 88),所述第一測(cè)量點(diǎn)和第二測(cè)量點(diǎn)祐i殳置在所述擴(kuò)大體 處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述遠(yuǎn)端區(qū)域(68) 限定了縱軸(74)，并且所述至少一個(gè)體(34a， 34b)具有基本上位于所 述縱軸(74 )上的中心點(diǎn)(76a， 76b )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，確定距所述至少一個(gè) 體(34; 84; 88)處的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)(28)的多個(gè)體距離，以及基于所述多 個(gè)體距離來確定所述中心點(diǎn)(76)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，每個(gè)反射光 束(Lr)具有光束強(qiáng)度，且所述方位(74)也基于所述光束強(qiáng)度被確定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一 個(gè)體(88)具有伸長的形狀，特別為圓柱形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述桿狀元 件(32 )包括在距彼此的相對(duì)距離(dss )處設(shè)置的至少兩個(gè)體(34a、 34b;84a 、 84b )。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少兩個(gè)體(34a， 34b)為球體。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少兩個(gè)體(84a， 84b)為立方體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l-9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述隱蔽 通道(66)是彈道，并且基于所述方位(74)來確定所述空間區(qū)域(38) 內(nèi)的槍手(36)的假定位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述桿狀 元件(32)包括所述遠(yuǎn)端區(qū)域(68)中的標(biāo)記，所述標(biāo)記具有較強(qiáng)>^射部 分和較弱反射部分(78、 80)。
12. —種用于獲取空間區(qū)域(38)的三維數(shù)據(jù)的i殳備，包括具有發(fā)射 機(jī)(48 )和接收機(jī)(50， 52 )的激光掃描儀(10 ),所iL t射機(jī)(48 )被 配置用于向空間區(qū)域(38)中的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)(28 )發(fā)出多個(gè)測(cè)量光束(Ls )， 所述接收機(jī)(50， 52 )被配置用于接收由測(cè)量點(diǎn)(28)反射的多個(gè)反射光 束(Lr)以及用于基于所述反射光束(Lr)來確定距所述多個(gè)測(cè)量點(diǎn)(28) 的多個(gè)距離，其特征在于，所述接收M被設(shè)置用于通過確定距桿狀元件(32)的自由端處的第一測(cè)量點(diǎn)(34a)的第一距離以;O巨所述自由端處 的第二測(cè)量點(diǎn)(34b)的至少一個(gè)第二距離，來確定所述桿狀元件(32) 的方位(74)，所述桿狀元件的自由端從在所述空間區(qū)域(38)中的目標(biāo)(30)處的隱蔽通道(66)的開口 (72)伸出。
13. —種用于在根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法或設(shè)備中使 用的桿狀元件(32 )，包括桿狀遠(yuǎn)端區(qū)域(68)和近端區(qū)域(70 )，所述桿 狀遠(yuǎn)端區(qū)域(68 )被配置用于插入到隱蔽通道(66)中，所述近端區(qū)域(70 ) 包括提供彼此不同的至少兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)(28)的至少一個(gè)擴(kuò)大體(34; 84; 88 )。
全文摘要
在用于獲取空間區(qū)域的三維數(shù)據(jù)的方法中，向多個(gè)測(cè)量點(diǎn)發(fā)出多個(gè)測(cè)量光束(Ls)。檢測(cè)器(50)接收由所述測(cè)量點(diǎn)(34a)反射的多個(gè)反射光束(Lr)?；谒龇瓷涔馐?Lr)確定距測(cè)量點(diǎn)(34a、34b)的多個(gè)距離。根據(jù)本發(fā)明的一方面，至少一個(gè)目標(biāo)(30)位于該空間區(qū)域中，所述目標(biāo)包括具有可見入口(72)的隱蔽通道(66)。桿狀元件(32)以自由端(70)從入口(72)伸出的方式被插入到通道(66)中。確定距第一測(cè)量點(diǎn)(34a)的第一距離以及距第二測(cè)量點(diǎn)(34b)的第二距離?；诘谝缓偷诙嚯x來確定隱蔽通道(66)的方位(74)。
文檔編號(hào)G01S17/08GK101484828SQ200780024804
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
發(fā)明者于爾根·吉廷格, 萊因哈德·貝克, 貝恩德-迪特馬爾·貝克 申請(qǐng)人:法羅技術(shù)股份有限公司