本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于具有掃描功能的測(cè)量系統(tǒng)導(dǎo)出與物體表面有關(guān)的信息的掃描方法，并且涉及根據(jù)權(quán)利要求15的前序部分的具有掃描功能的測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

3D掃描是一種用于在幾分鐘或幾秒鐘內(nèi)生成物體的數(shù)百萬空間測(cè)量點(diǎn)的非常有效的技術(shù)。典型測(cè)量任務(wù)是記錄諸如工業(yè)廠房，房屋外觀或歷史建筑的物體或其表面，但也記錄事故現(xiàn)場(chǎng)和犯罪現(xiàn)場(chǎng)。具有掃描功能的測(cè)量裝置例如是諸如Leica P20或Leica Multi Station 50的全站儀和激光掃描儀，被用于測(cè)量或創(chuàng)建表面的3D坐標(biāo)。為此，它們必須能夠在表面上引導(dǎo)測(cè)距裝置的測(cè)量射束，并且同時(shí)在該過程中必須能夠檢測(cè)關(guān)于測(cè)量點(diǎn)的方向和距離。根據(jù)與每個(gè)點(diǎn)相關(guān)的距離和方向信息，借助于數(shù)據(jù)處理來生成所謂的3D點(diǎn)云。

就功能性結(jié)構(gòu)而言，這種地面掃描儀因而被設(shè)計(jì)成利用通常是基于光電和激光的測(cè)距裝置來檢測(cè)至作為測(cè)量點(diǎn)的物點(diǎn)的距離。在這種情況下，同樣存在的方向偏轉(zhuǎn)單元按這樣的方式來設(shè)計(jì)，即，測(cè)距裝置的測(cè)量射束按至少兩個(gè)獨(dú)立空間方向偏轉(zhuǎn)，作為結(jié)果，可以記錄空間測(cè)量區(qū)域。該偏轉(zhuǎn)單元可以采用移動(dòng)鏡子的形式來實(shí)現(xiàn)，或者另選地還通過適于光學(xué)輻射的受控角偏轉(zhuǎn)的其它部件(舉例來說，如可旋轉(zhuǎn)棱鏡、可移動(dòng)光波導(dǎo)、可變形光學(xué)組件等)來實(shí)現(xiàn)。該測(cè)量通常利用距離和角的確定(就是說，按球面坐標(biāo))來實(shí)現(xiàn)，還可以變換成笛卡爾坐標(biāo)以供顯示和進(jìn)一步處理。該測(cè)距裝置例如可以根據(jù)飛行時(shí)間(TOF)、相位、波形數(shù)字化儀(WFD)或干涉測(cè)量的原理來具體實(shí)施。對(duì)于快速且準(zhǔn)確的掃描儀來說，特別需要短測(cè)量時(shí)間與高測(cè)量精度相結(jié)合，例如，毫米(mm)或小于毫米范圍并且單個(gè)點(diǎn)的測(cè)量時(shí)間在亞微秒到微秒的范圍內(nèi)的距離精度。在這種情況下，測(cè)量區(qū)域范圍從幾厘米直至幾千米變動(dòng)。

在這種情況下，空間測(cè)量分辨率具有特殊的重要性?？臻g測(cè)量分辨率不僅確定什么細(xì)節(jié)仍可被識(shí)別，而且還確定掃描處理的持續(xù)時(shí)間和在該處理中獲取的數(shù)據(jù)的量。利用現(xiàn)代高速掃描儀的測(cè)量項(xiàng)目生成具有例如數(shù)億或數(shù)十億和更多物點(diǎn)的基數(shù)的3D點(diǎn)云。與此相關(guān)聯(lián)的海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳送和處理向硬件和軟件提出了極大挑戰(zhàn)。例如，用于評(píng)估3D數(shù)據(jù)的程序的執(zhí)行速度在很大程度上取決于掃描點(diǎn)的數(shù)量。因此，如果僅記錄與相應(yīng)測(cè)量任務(wù)實(shí)際相關(guān)的那些點(diǎn)或數(shù)據(jù)，將是有利的。

然而，與此相反，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的掃描處理的情況下，所獲取的數(shù)據(jù)量不必要地膨脹。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的掃描儀的情況下，嘗試借助于具有相等步長的角偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)由用戶針對(duì)預(yù)定距離預(yù)定的點(diǎn)距離，即，預(yù)定啟動(dòng)，就是說，在所有情況下，按相同的角距離啟動(dòng)距離測(cè)量。然而，只有當(dāng)掃描儀位于球面的中點(diǎn)，才能在要測(cè)量的所有表面上實(shí)現(xiàn)期望的點(diǎn)距離。事實(shí)上，實(shí)際根據(jù)物體表面的距離和對(duì)準(zhǔn)，出現(xiàn)發(fā)散點(diǎn)距離，包括極其小的點(diǎn)距離，并由此包括測(cè)量裝置的附近區(qū)域中的極端點(diǎn)密度，特別是在頂點(diǎn)處和安裝位置周圍。尤其是，這些附近區(qū)域測(cè)量點(diǎn)通常根本不是關(guān)注點(diǎn)，例如，因?yàn)闇y(cè)量環(huán)境的地面和天花板不構(gòu)成要測(cè)量的物體。

額外的數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān)(data ballast)由這樣的事實(shí)產(chǎn)生，即，在非常小的測(cè)量距離的情況下，由于所限定的角距離，附近區(qū)域中的點(diǎn)距離可能比測(cè)量射束的直徑小，因而這種點(diǎn)距離導(dǎo)致多余測(cè)量，并因此即使在固有希望測(cè)量物體的情況下，也不帶來空間分辨率方面的任何增益。而且，在掃描期間，在某種程度上，生成點(diǎn)，盡管這些點(diǎn)固有地在空間分辨率方面是有利因素，但仍然通常構(gòu)成不必要的數(shù)據(jù)，因?yàn)樗鼈兾串a(chǎn)生信息方面的真實(shí)增益。這例如涉及(未彎曲)平面上的點(diǎn)，因?yàn)槿齻€(gè)點(diǎn)就足以理想地限定平面(不依賴于直線)，為此，相對(duì)較小的點(diǎn)密度在這種區(qū)域中就足夠了。

因此，關(guān)于數(shù)據(jù)量以及掃描持續(xù)時(shí)間，以最高可能分辨率來檢測(cè)掃描區(qū)域通常是不必要且低效的，并因此是不期望的。另一方面，結(jié)果，在某些情況下，根據(jù)至掃描儀的距離和所選的設(shè)定點(diǎn)分辨率，以這種低空間分辨率(存在信息不足)來掃描高度相關(guān)的區(qū)域。特別高度相關(guān)的這種區(qū)域例如是邊緣、彎曲面或其它形狀變化。令人期望的是，按照與3D點(diǎn)云的其它區(qū)域相比具有3D點(diǎn)之間的增加的點(diǎn)密度或減小的距離的有針對(duì)性的方式來掃描這種高度相關(guān)物體位置減距離來掃描，以便使這些以盡可能多的細(xì)節(jié)來成像。

現(xiàn)有技術(shù)公開了大量方法，根據(jù)這些方法，在后期處理中，在測(cè)量結(jié)束并利用外部強(qiáng)力計(jì)算機(jī)之后，例如可以通過過濾、平滑或插值來處理3D點(diǎn)云的數(shù)據(jù)。然而，例如，在3D點(diǎn)的準(zhǔn)確度方面的計(jì)算增加僅在有限程度上可能或有幫助，例如，因?yàn)橹T如物體邊緣的不連續(xù)位置的輪廓仍保持推測(cè)的。而且，不利的是，過多的數(shù)據(jù)還必須加以存儲(chǔ)直到那時(shí)并處理，使得在后期處理終止之前例如由測(cè)量裝置的數(shù)據(jù)處理能力或用于數(shù)據(jù)傳遞和處理的時(shí)間花費(fèi)所構(gòu)成的要求仍然保持非常迫切。

相比之下，WO 2013/12826公開了一種供固定式激光掃描儀進(jìn)行實(shí)時(shí)(即，實(shí)際上在掃描過程中的數(shù)據(jù)記錄期間)數(shù)據(jù)處理的方法。這涉及在掃描過程中執(zhí)行將3D原始數(shù)據(jù)按區(qū)域分段成個(gè)別層，其中點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)穿過這些層以相應(yīng)地單獨(dú)編碼至表面點(diǎn)的測(cè)量組件距離、測(cè)量射束的對(duì)準(zhǔn)角和所接收的測(cè)量輻射的強(qiáng)度二者。用于數(shù)據(jù)變換和壓縮的編解碼器優(yōu)選為用于距離和對(duì)準(zhǔn)的ZIP壓縮算法和用于強(qiáng)度的JPEG壓縮算法。對(duì)于強(qiáng)度來說，WO 2013/12826的公開考慮了數(shù)據(jù)壓縮，其與信息或精度的部分損失相關(guān)聯(lián)，如同在利用JPEG壓縮算法時(shí)的情況一樣。相比之下，WO 2013/12826的公開明確教導(dǎo)，在不損失信息或精度的情況下，實(shí)現(xiàn)另一分量(距離、角)的壓縮，舉例來說，如在基于ZIP算法的壓縮的情況下。換句話說，所執(zhí)行的是數(shù)據(jù)(除涉及強(qiáng)度的數(shù)據(jù)以外)的無損存儲(chǔ)，并因此不縮減實(shí)際意義上的數(shù)據(jù)。就是說，不利的是，不必要或不希望的數(shù)據(jù)不被整理，相反，僅通過對(duì)數(shù)據(jù)的熟練組織和壓縮來縮減要存儲(chǔ)或傳遞的數(shù)據(jù)的量。WO 2013/12826僅針對(duì)掃描速度未最佳地與數(shù)據(jù)的分段相協(xié)調(diào)的情況而公開了整理掃描點(diǎn)，使得在不進(jìn)行整理的情況下，例如，如果一行結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣因過低的掃描速度而另外被雙重填充，那么將會(huì)干擾數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)。該掃描數(shù)據(jù)由此適于用于數(shù)據(jù)分段的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，而該點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)仍保持嚴(yán)格固定。除了這種例外以外，即，對(duì)于最佳或無錯(cuò)掃描的情況來說，存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器中的3D點(diǎn)的最終數(shù)據(jù)就內(nèi)容而言對(duì)應(yīng)于直接記錄的點(diǎn)數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于具有掃描功能的測(cè)量系統(tǒng)的改進(jìn)掃描方法。

本發(fā)明的另一目的是精確地提供這樣一種掃描方法，即，在該方法中，可以實(shí)時(shí)且有針對(duì)性的方式影響掃描的信息內(nèi)容。

本發(fā)明的另一目的是精確地提供這樣一種掃描方法，即，通過該方法，可以按有針對(duì)性的方式來影響掃描數(shù)據(jù)的量。

本發(fā)明的另一目的是精確地提供這樣一種掃描方法，即，通過該方法，可以在現(xiàn)場(chǎng)查明并改進(jìn)的缺乏的掃描區(qū)域或關(guān)注區(qū)域。

本發(fā)明的另一目的是精確地提供這樣一種掃描方法，即，在該方法中，可以在掃描區(qū)域上協(xié)調(diào)掃描的分辨率。

另一目的是提供一種具有用于執(zhí)行這種方法的掃描功能的測(cè)量系統(tǒng)。

該目的通過實(shí)現(xiàn)獨(dú)立權(quán)利要求書的表征特征來實(shí)現(xiàn)。按另選或有利方式發(fā)展本發(fā)明的特征可以根據(jù)相關(guān)專利權(quán)利要求書并且還根據(jù)包括對(duì)附圖的描述的說明書來收集。除非另外加以明確規(guī)定，本文檔中例示或者按某一其它方式公開的本發(fā)明的所有實(shí)施方式都可以彼此組合。

本發(fā)明涉及一種用于具有掃描功能的測(cè)量系統(tǒng)導(dǎo)出與物體的表面有關(guān)的信息的掃描方法，該測(cè)量系統(tǒng)包括控制與評(píng)估單元。這種測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)選示例是激光掃描儀或全站儀。由借助于測(cè)量射束(例如，激光束)檢測(cè)到的被檢測(cè)物點(diǎn)所組成的點(diǎn)集的第一記錄借助于掃描處理來實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，通過根據(jù)已知的第一掃描模式和掃描區(qū)域連續(xù)改變所述測(cè)量射束的對(duì)準(zhǔn)來掃描一個(gè)或多個(gè)物體，其中，確定至所述物點(diǎn)的相應(yīng)距離和為了距離測(cè)量而發(fā)射的所述測(cè)量射束的相應(yīng)對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，被檢測(cè)物點(diǎn)的所記錄的點(diǎn)集(就是說，掃描區(qū)域中的物體的所有掃描點(diǎn)的總數(shù))在所述控制與評(píng)估單元的易失性存儲(chǔ)器中保持可用。在借助于控制與評(píng)估單元存儲(chǔ)在永久性存儲(chǔ)器中之前，作為所述掃描處理的一部分，實(shí)現(xiàn)所記錄的點(diǎn)集的調(diào)節(jié)，作為調(diào)節(jié)(具體為縮減)的結(jié)果，生成經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集。在這種情況下，根據(jù)所記錄的點(diǎn)集的至少一個(gè)點(diǎn)密度來實(shí)現(xiàn)所述調(diào)節(jié)。僅將所述經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集連同所記錄的點(diǎn)集的最終損失一起存儲(chǔ)在所述永久性存儲(chǔ)器中。

因此，根據(jù)所述方法，所記錄的點(diǎn)集在被實(shí)際永久性存儲(chǔ)其之前調(diào)節(jié)，因而，本發(fā)明是一種實(shí)時(shí)方法。換句話說，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)直接生成的點(diǎn)集來生成經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集，其中，僅永久性存儲(chǔ)經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集。作為執(zhí)行調(diào)節(jié)所基于的標(biāo)準(zhǔn)，這里使用所記錄的點(diǎn)集的點(diǎn)密度，即，整個(gè)掃描區(qū)域或其部分(就是說，單個(gè)子區(qū)域)的被掃描物點(diǎn)的密度。

所述調(diào)節(jié)包括根據(jù)點(diǎn)密度對(duì)所記錄的點(diǎn)集的任何改變。優(yōu)選地涉及縮減，使得與所記錄的點(diǎn)集相比，縮減了所述經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集，作為結(jié)果，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集具有比所記錄的點(diǎn)集少的數(shù)據(jù)，并且必須存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)的量由此比沒有應(yīng)用調(diào)節(jié)的情況小。所述調(diào)節(jié)優(yōu)選地在測(cè)量數(shù)據(jù)獲取期間已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

所述調(diào)節(jié)例如通過根據(jù)預(yù)定選擇標(biāo)準(zhǔn)，在所述掃描區(qū)域的至少一個(gè)預(yù)定局部區(qū)域內(nèi)，調(diào)節(jié)所述點(diǎn)密度本身來實(shí)現(xiàn)，例如通過稀疏化和/或平均化來縮減。這種子區(qū)域例如是激光掃描儀的天底(nadir)中或周圍的區(qū)域，例如，在+30°至-30°角內(nèi)。在非?？拷す鈷呙鑳x的該區(qū)域中，點(diǎn)密度通常特別高，其中，這種區(qū)域同時(shí)通常很少受測(cè)量任務(wù)所關(guān)注，因?yàn)閽呙鑳x所位于的地面在正常情況下實(shí)際上不需要掃描。因此，在該局部區(qū)域內(nèi)，例如基于物點(diǎn)的次序來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單稀疏化，例如，通過根據(jù)選定分辨率和由此的角步長大小，僅保持掃描線的每第五或第十物點(diǎn)，而放棄其余部分。因此，例如，僅將每第五或第十掃描點(diǎn)包括在所述經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集中，并且最終擦除該區(qū)域的剩余物點(diǎn)。另選的是，舉例來說，查明該局部區(qū)域的全部或一部分物點(diǎn)的平均值，并且將平均值代替所記錄的點(diǎn)地記錄在所述經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集中。隨著從開始就應(yīng)用這種“不關(guān)心地”限定的調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)，因此不必明確地確定子區(qū)域的所記錄的點(diǎn)集的點(diǎn)密度。這是可能的，而不存在極大的不確定性，因?yàn)橹羾@天底的這種子區(qū)域中的物體(就是說，主要指地面)的距離僅改變很少，并因此，點(diǎn)密度實(shí)際上相對(duì)于預(yù)定的設(shè)定點(diǎn)分辨率僅呈現(xiàn)很少波動(dòng)或者實(shí)質(zhì)上可以認(rèn)為是先前獲知的。

另外或另選地，所述調(diào)節(jié)根據(jù)所記錄的點(diǎn)集的至少一個(gè)點(diǎn)密度指示符(indicator)來實(shí)現(xiàn)，作為所述掃描處理的一部分，所述至少一個(gè)點(diǎn)密度指示符基于所確定的距離和對(duì)準(zhǔn)來查明。所述點(diǎn)密度指示符可選地被盡快查明，即，已經(jīng)在所述掃描處理期間與所述掃描區(qū)域的已檢測(cè)物點(diǎn)或掃描的局部區(qū)域有關(guān)地實(shí)時(shí)查明。作為另一選項(xiàng)，所述點(diǎn)密度指示符基于所檢測(cè)的物點(diǎn)之間的估計(jì)的空間距離，其中，所述點(diǎn)距離例如基于至物點(diǎn)的距離和所述測(cè)量射束相對(duì)于所述物點(diǎn)和鄰近物點(diǎn)的兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)之間的角來查明。所述點(diǎn)密度指示符例如被用于逐個(gè)點(diǎn)或逐個(gè)區(qū)域地檢查是否超出先前針對(duì)所述點(diǎn)密度限定的最大值，就是說，在所述掃描區(qū)域的位置處存在被視為不必要地高的分辨率。舉例來說，用戶在10m處希望20mm的分辨率，但基于所述對(duì)點(diǎn)密度指示符，在一個(gè)或多個(gè)區(qū)域中確立了超出該分辨率的10m處的5mm分辨率。在這種情況下，就是說，當(dāng)超出該最大或限制值時(shí)，例如通過平均化或稀疏化(就是說，省略物點(diǎn)) 來實(shí)現(xiàn)與對(duì)應(yīng)點(diǎn)或區(qū)域有關(guān)的、采用縮減點(diǎn)集形式進(jìn)行的所記錄的點(diǎn)集的調(diào)節(jié)。在這種情況下，針對(duì)整個(gè)掃描區(qū)域?qū)崿F(xiàn)所述調(diào)節(jié)，或者所述掃描區(qū)域被分解成多個(gè)單獨(dú)區(qū)域，或者整個(gè)記錄的點(diǎn)集被分解成多個(gè)單獨(dú)點(diǎn)集，并且在所有情況下針對(duì)單獨(dú)區(qū)域分開執(zhí)行所述調(diào)節(jié)。這種情況下，要被放棄或擦除的點(diǎn)的數(shù)量可選地與相應(yīng)局部區(qū)域的大小成比例地限定。作為另一選項(xiàng)，在所述調(diào)節(jié)中，考慮另外的標(biāo)準(zhǔn)或參數(shù)，舉例來說，諸如相應(yīng)物點(diǎn)的測(cè)量值的質(zhì)量，例如，其信噪比。在這種情況下，不將具有差信噪比的物點(diǎn)包括在所述經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集中，或者優(yōu)選地保持具有特別好的信號(hào)的點(diǎn)。

作為另一選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)確定表示彼此鄰近的物點(diǎn)的鄰域集。在所有情況下，鄰近物點(diǎn)例如是彼此之間具有最小距離的兩個(gè)物點(diǎn)，或者相對(duì)于一物點(diǎn)具有低于某一限值的距離的所有物點(diǎn)，或者相對(duì)于選定的物點(diǎn)具有最小距離的特定數(shù)量的物點(diǎn)，就是說，例如，具有三個(gè)最小距離的三個(gè)物點(diǎn)。

作為另一選項(xiàng)，基于所述鄰域集，估計(jì)物體表面及其關(guān)聯(lián)表面法向(surface normal)，即，執(zhí)行一種實(shí)時(shí)幾何識(shí)別，例如，通過穿過鄰域集的所有點(diǎn)放置的數(shù)學(xué)平面，或者根據(jù)其它近似方法。所述表面法向可選地在查明所述點(diǎn)密度指示符時(shí)使用，例如，通過隨其計(jì)算相應(yīng)估計(jì)的表面相對(duì)于所述測(cè)量射束的對(duì)準(zhǔn)。利用該查明的對(duì)準(zhǔn)，與所述測(cè)量射束的距離和方向一起，根據(jù)與僅使用距離和所述測(cè)量射束相對(duì)于兩個(gè)鄰近物點(diǎn)的兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)之間的角相比顯著更準(zhǔn)確的該表面的相對(duì)位置，相當(dāng)精確地確定表面上的分布、點(diǎn)之間的距離以及表面的點(diǎn)密度。舉例來說，接著使用所估計(jì)的每表面的點(diǎn)密度或者多個(gè)表面的平均點(diǎn)密度作為所述點(diǎn)密度指示符。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)展開例中，確定用于被掃描的物點(diǎn)的信息增益指示符，該指示符指示在借助于所述相應(yīng)物點(diǎn)獲取的、有關(guān)相應(yīng)物體的表面的信息方面的增益。換句話說，這種信息增益指示符是每一個(gè)物點(diǎn)或者例如物點(diǎn)的鄰域集有關(guān)其攜帶(貢獻(xiàn))什么信息內(nèi)容的測(cè)量或估計(jì)。在這點(diǎn)上，(不彎曲)平面的物點(diǎn)的信息值相對(duì)較低，因?yàn)槠矫嫱ㄟ^少量的點(diǎn)(理想上僅三個(gè)點(diǎn))足夠準(zhǔn)確地獲知。相比之下，在貫穿大部分或全部被檢測(cè)點(diǎn)的彎曲表面的情況下，信息方面的增益相對(duì)較高，因?yàn)橥耆鼫?zhǔn)確地知道任意彎曲表面，就有更多的點(diǎn)就被其所覆蓋。同樣地，物體的間斷或角部或邊緣處的點(diǎn)對(duì)于導(dǎo)出有關(guān)物體的信息來說具有極大的重要性，并由此具有高信息增益指示符。該信息增益指示符可選地在掃描期間實(shí)時(shí)針對(duì)已掃描物點(diǎn)查明，并且可選地基于如上所述的估計(jì)的物體表面來查明，具體根據(jù)鄰域集的物點(diǎn)與針對(duì)其估 計(jì)的物體表面相對(duì)的法向距離(normal distance)的方差。該法向距離的高方差是對(duì)高信息增益指示符的指示，因?yàn)槠浔硎靖鶕?jù)鄰域集估計(jì)的表面表示該鄰域的點(diǎn)的高度平均化，并且這些點(diǎn)由此例如位于間斷區(qū)域或彎曲/邊緣中。

作為選項(xiàng)，所記錄的點(diǎn)集的調(diào)節(jié)根據(jù)信息增益指示符來實(shí)現(xiàn)，例如，通過將信息增益指示符超出預(yù)定域值的這種點(diǎn)被作為所述經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集的一部分傳遞到所述永久性存儲(chǔ)器中。相比之下，對(duì)于具有低信息增益指示符或者信息增益指示符等于零的物點(diǎn)來說，至少將這些物點(diǎn)中的一些抹去，作為結(jié)果，縮減了所述經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集的點(diǎn)密度，而未損失有關(guān)物體表面的(顯著)信息。另選或者另外地，如上所述，基于點(diǎn)密度指示符來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，其中，另外，通過擦除固定數(shù)量的點(diǎn)來縮減具有非期望地高的點(diǎn)密度的區(qū)域中的點(diǎn)密度，并且在這種情況下按有針對(duì)性的方式來保持具有高信息值的點(diǎn)。因此，在根據(jù)本發(fā)明的信息增益指示符的輔助下，可以在所述掃描區(qū)域的信息豐富的部分中，按有針對(duì)性的方式將點(diǎn)密度保持得高，同時(shí)可以在具有較少信息或相關(guān)區(qū)域中極大地縮減，作為結(jié)果，必須將較少的數(shù)據(jù)傳遞到永久性存儲(chǔ)器中。一般來說，平均化或插值在廢棄點(diǎn)之前可選地實(shí)現(xiàn)，作為結(jié)果，這些點(diǎn)的信息未完全丟失，而是按縮減的形式保持。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)展開例中，實(shí)現(xiàn)從所述掃描區(qū)域中選擇至少一個(gè)關(guān)注區(qū)域。所述選擇根據(jù)所述點(diǎn)密度指示符和/或信息增益指示符來實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，基于所述點(diǎn)密度指示符和/或信息增益指示符，可選地逐個(gè)區(qū)域地進(jìn)行檢查，以確認(rèn)針對(duì)相應(yīng)區(qū)域，是否實(shí)現(xiàn)預(yù)定最小點(diǎn)密度，和/或是否超出所述信息增益指示符的預(yù)定閾值。由此，舉例來說，具有特別高或低的點(diǎn)密度和/或信息內(nèi)容的區(qū)域可以被識(shí)別，并且例如在所述測(cè)量系統(tǒng)的顯示器上向現(xiàn)場(chǎng)用戶顯示。這例如使能指示錯(cuò)誤掃描或不完整掃描，或者將所記錄點(diǎn)集調(diào)節(jié)成這樣的效果，即該關(guān)注區(qū)內(nèi)的點(diǎn)密度按有針對(duì)性的方式調(diào)節(jié)，具體來說，點(diǎn)密度在具有顯著低的點(diǎn)密度的區(qū)域的情況下增加。舉例來說，其由此還可以通過在某些位置增加并且對(duì)應(yīng)地在其它位置降低的點(diǎn)密度，以所爭(zhēng)取的特定波動(dòng)范圍，匹配或協(xié)調(diào)整個(gè)掃描區(qū)域或局部區(qū)域上的點(diǎn)密度。

而且，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)際上在現(xiàn)場(chǎng)選擇關(guān)注區(qū)域使得可以利用比所述第一記錄中高的分辨率或小的角步長，通過物點(diǎn)的有針對(duì)性的第二記錄來增加點(diǎn)密度或者分辨率或者表面信息的詳細(xì)程度。因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)展開例中，根據(jù)第二掃描模式和第二掃描區(qū)域來實(shí)現(xiàn)第二記錄，其中，所述第二掃描區(qū)域根據(jù)特別是與其相 對(duì)應(yīng)的關(guān)注區(qū)域(ROI)來限定，并且所述第二掃描模式是比所述第一掃描模式更密集的網(wǎng)狀(closer-meshed)。在這種情況下，所述第二記錄可選地自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。在這種情況下記錄的所述物點(diǎn)在調(diào)節(jié)所述(原始)記錄的點(diǎn)集方面被加以考慮，例如，除了相關(guān)區(qū)域的初始檢測(cè)到的物點(diǎn)以外或作為相關(guān)區(qū)域的初始檢測(cè)到的物點(diǎn)的另選，將它們插入到所述經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集中。

因此，根據(jù)本發(fā)明的方法提供了使得實(shí)際上可以現(xiàn)場(chǎng)對(duì)掃描結(jié)果進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)果，可以避免在掃描結(jié)果中出現(xiàn)非常重要但點(diǎn)密度或分辨率低于用戶希望的分辨率的區(qū)域的情況。依靠根據(jù)本發(fā)明的方法，特別相關(guān)的區(qū)域(例如，具有極不規(guī)則表面或許多轉(zhuǎn)變的那些區(qū)域)可以以高分辨率或者以最高可能分辨率，按有針對(duì)性的方式來掃描。這是特別有利的，因?yàn)楦鶕?jù)現(xiàn)有技術(shù)的在整個(gè)掃描區(qū)域上的高分辨率掃描(就是說，沒有具體選擇關(guān)注區(qū))非常耗時(shí)并且生成不必要的大量數(shù)據(jù)。而且，有利的是，借助于根據(jù)本發(fā)明確定關(guān)注區(qū)域，因此，即使經(jīng)驗(yàn)較少的用戶也可以按有針對(duì)性的方式來獲知測(cè)量實(shí)施方式的特別相關(guān)的區(qū)域，或者在掃描任務(wù)中被引導(dǎo)，或者在所述點(diǎn)集的完全自動(dòng)的調(diào)節(jié)的情況下，自動(dòng)消除所述點(diǎn)集中的、值得改進(jìn)的較弱的點(diǎn)或區(qū)域，并由此自動(dòng)最優(yōu)化掃描結(jié)果。

一般來說，根據(jù)本發(fā)明的方法提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，使能最優(yōu)化實(shí)際上要現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)的點(diǎn)集，可以說是“立即(on the fly)”進(jìn)行。具體來說，依靠這樣的事實(shí)立即消除不必要的數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān)，即，僅永久性地記錄實(shí)際上與用戶相關(guān)的那些點(diǎn)或數(shù)據(jù)，或者與已知方法相比，至少嚴(yán)格限制了不相關(guān)或不是非常相關(guān)的點(diǎn)或數(shù)據(jù)的程度。舉例來說，通過擦除許多地面點(diǎn)而極大地稀疏化點(diǎn)密度，可以避免激光掃描儀的地面區(qū)域中的過度增加的點(diǎn)密度。因此，針對(duì)只讀存儲(chǔ)器的需求或者由硬件和傳送容量或傳送時(shí)間所導(dǎo)致的要求從開始就被縮減，而利用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法，僅可以借助于后期處理(即，之后)來縮減數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的方法使能更劃算且更有效地完成掃描任務(wù)或者進(jìn)一步處理在該處理中獲取的數(shù)據(jù)。

而且，本發(fā)明包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或通過電磁波具體實(shí)施的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，其包括用于控制或執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的程序代碼。

本發(fā)明另外涉及一種具有掃描功能的測(cè)量系統(tǒng)，特別是激光掃描儀或全站儀。所述測(cè)量系統(tǒng)包括控制與評(píng)估單元。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明，所述控制與評(píng)估單元被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的掃描方法。

附圖說明

下面，基于在附圖中示意性地例示的實(shí)施方式和應(yīng)用處理，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置進(jìn)行更詳細(xì)描述。

具體在圖中：

圖1示出了測(cè)量系統(tǒng)與掃描物體的側(cè)視圖；

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的掃描方法的第一示例；

圖3a和圖3b示意性地示出了查明點(diǎn)密度指示符的示例；

圖4a、圖4b和圖4c示意性地示出了查明物體表面法向的示例；

圖5a和圖5b示意性地示出了查明信息增益指示符的示例；

圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的掃描方法的第二示例；并且

圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的掃描方法的一個(gè)展開的示例。

具體實(shí)施方式

圖1按側(cè)視圖示出了測(cè)量系統(tǒng)52，例如，被設(shè)計(jì)為包括控制與評(píng)估單元的自動(dòng)全站儀或者激光掃描儀。測(cè)量系統(tǒng)52借助于測(cè)量射束51(例如，激光束)，掃描限定的掃描區(qū)域7內(nèi)的、其測(cè)量環(huán)境的物體3a、3b，測(cè)量射束51的對(duì)準(zhǔn)或瞄準(zhǔn)方向根據(jù)第一已知掃描模式而連續(xù)改變。由此，檢測(cè)到單個(gè)物點(diǎn)2，其中，確定了至物點(diǎn)的相應(yīng)距離D以及測(cè)量射束51關(guān)于兩個(gè)測(cè)量軸或兩個(gè)角的相應(yīng)對(duì)準(zhǔn)。由此，掃描處理生成包含與被掃描的物體3a、3b的表面有關(guān)的三維信息的點(diǎn)集。然而，為簡(jiǎn)化起見，圖1中的例示僅是二維的，因此描繪了被掃描的物點(diǎn)2的線性布局來代替實(shí)際的區(qū)域分布，并且僅描繪了仰角α作為兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)角之一。

在現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)量系統(tǒng)52的情況下，測(cè)量射束51的對(duì)準(zhǔn)的連續(xù)變化以相等步長來實(shí)現(xiàn)，其中，步長例如可通過用戶預(yù)定(在某些限值內(nèi))，例如，通過所述用戶限定期望的點(diǎn)密度ρ，例如，旨在實(shí)現(xiàn)在30m距離處的1cm的空間分辨率，即，掃描點(diǎn)2之間的距離a?？刂婆c評(píng)估單元根據(jù)這些規(guī)定導(dǎo)出所需的角步長。

由于真實(shí)的測(cè)量條件，因而該情況使得在均勻改變例如仰角α的情況下，物點(diǎn)之間的距離a取決于測(cè)量裝置52與物體3a、3b之間的距離D并且取決于物體3a、3b相對(duì)于測(cè)量裝置52或測(cè)量射束51的對(duì)準(zhǔn)。在這點(diǎn)上，在圖1所示配置中，物點(diǎn)之間的距離a 隨著距離D而增加至漸增的程度。實(shí)際上這樣實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)密度ρ1、ρ2隨著距離D以及物體表面的相應(yīng)表面法向N、N'相對(duì)于測(cè)量射束51的對(duì)準(zhǔn)而改變。在這點(diǎn)上，在掃描區(qū)域7的兩個(gè)示例性局部區(qū)域中，(相對(duì))高(平均化)的點(diǎn)密度ρ2呈現(xiàn)在測(cè)量系統(tǒng)52的天底處的附近區(qū)域中，而(相對(duì))低(平均化)的點(diǎn)密度ρ1呈現(xiàn)在較遠(yuǎn)區(qū)域中。

針對(duì)物體3a實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的點(diǎn)密度ρ2和由此相對(duì)高的分辨率，物體3a是測(cè)量系統(tǒng)52所位于的地面。然而，精確地講，掃描區(qū)域7的這種地面區(qū)域通常與測(cè)量任務(wù)最不相關(guān)，使得由此獲取的數(shù)據(jù)或所記錄的點(diǎn)集的部分至少部分構(gòu)成不必要的數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān)。相比之下，對(duì)于較遠(yuǎn)但相關(guān)的物體(例如，位于更后方的物體3b的部分)來說，所設(shè)置的期望分辨率可能太低，使得未以足夠程度的細(xì)節(jié)來掃描這些物體。這僅可以通過從開始就設(shè)置高的或較高的分辨率來避免，但如之前所解釋的那樣，這使得附近區(qū)域中的數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān)進(jìn)一步膨脹。在這種情況下，根據(jù)預(yù)定測(cè)量設(shè)置，甚至可能發(fā)生激光掃描儀的位置處的絕對(duì)附近區(qū)域10中的點(diǎn)距離a小于測(cè)量射束51的直徑這樣的情況，結(jié)果，由此生成的數(shù)據(jù)或點(diǎn)由于冗余而額外地過剩。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的掃描方法的不利之處在于不允許直接“拋棄”這種數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān)，而是相反將不希望的點(diǎn)或數(shù)據(jù)像所有其它點(diǎn)或數(shù)據(jù)一樣永久性地存儲(chǔ)在永久性存儲(chǔ)器中，并且可能僅在后期處理中在掃描處理終止的之后刪除。換句話說，在現(xiàn)有技術(shù)中，所記錄的點(diǎn)集被完整傳遞至只讀存儲(chǔ)器。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的掃描方法。通過上述借助于測(cè)量射束掃描物體而獲取的記錄的點(diǎn)集4a從測(cè)量裝置的掃描模塊50傳遞到測(cè)量系統(tǒng)的控制與評(píng)估單元5的易失性存儲(chǔ)器6中。在該示例中，記錄的點(diǎn)集4a包含具有相對(duì)較低的點(diǎn)密度ρ1的第一區(qū)域8和具有相對(duì)較高的點(diǎn)密度ρ2的第二區(qū)域9。與該示例中的低點(diǎn)密度ρ1形成對(duì)比，高點(diǎn)密度ρ2被視為過高(例如，因?yàn)槠鋵儆趪@激光掃描儀的地面的區(qū)域)，或者大于先前限定的設(shè)定點(diǎn)點(diǎn)密度或者大于先前針對(duì)該點(diǎn)密度限定的最大值。

因此，由于第二區(qū)域9的點(diǎn)密度ρ2被縮減至低點(diǎn)密度ρ2'，記錄的點(diǎn)集根據(jù)點(diǎn)密度調(diào)節(jié)。在該示例中，通過省略每個(gè)第二物體或掃描點(diǎn)2，將第二區(qū)域9中的點(diǎn)集稀疏化來實(shí)現(xiàn)縮減。另選地，點(diǎn)密度的縮減可以通過平均化或者根據(jù)所查明的物點(diǎn)2彼此的距離來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集4r通過調(diào)節(jié)生成。在該示例中，與記錄的點(diǎn)集4a相比，經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集4r具有總體較低的點(diǎn)密度，其中，調(diào)節(jié)還按這樣的方式來實(shí)現(xiàn)，即，所有區(qū)域8、9具有相同的點(diǎn)密度：p2’＝ρ1。

經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集4r被存儲(chǔ)在永久性存儲(chǔ)器7中，在該示例中，永久性存儲(chǔ)器7同樣作為控制與評(píng)估單元5的部分。相比之下，記錄的點(diǎn)集4a未發(fā)現(xiàn)進(jìn)入永久性存儲(chǔ)器7的入口，結(jié)果，因?yàn)橛涗浀狞c(diǎn)集4a被僅存儲(chǔ)在預(yù)備緩沖存儲(chǔ)器6中并由此是臨時(shí)性的，記錄的點(diǎn)集4a最終在調(diào)節(jié)或掃描處理終止之后丟失。該示例中例示的調(diào)節(jié)構(gòu)成對(duì)記錄的點(diǎn)集的縮減，結(jié)果，與記錄的點(diǎn)集4a所需要的存儲(chǔ)空間相比，經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集有利地需要只讀存儲(chǔ)器7中的較少存儲(chǔ)空間。

作為選項(xiàng)，取決于點(diǎn)密度的調(diào)節(jié)根據(jù)點(diǎn)密度指示符來實(shí)現(xiàn)。該點(diǎn)密度指示符表示對(duì)記錄點(diǎn)集的某個(gè)位置或區(qū)域的點(diǎn)密度的測(cè)量。

圖3a和圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)密度指示符的示例及其查明。在圖3a中，針對(duì)物體3b的每一個(gè)單獨(dú)的物點(diǎn)2，至物點(diǎn)2的最近鄰居的距離a1-a4通過形成發(fā)射測(cè)量射束51時(shí)的仰角α的角差或角步長Δα與相應(yīng)距離D1-D4的比來估計(jì)。接著，估計(jì)的距離a1-a4被用作點(diǎn)密度指示符。代替僅利用至物點(diǎn)2的最近鄰居的距離a1-a4，另選地使用至限定數(shù)量的最近鄰居和/或一物點(diǎn)在限定圓圈內(nèi)的最近鄰居的距離。作為另一另選例，代替針對(duì)單獨(dú)的物點(diǎn)2來查明，還可以針對(duì)掃描區(qū)域7的限定的單個(gè)區(qū)域或限定數(shù)量的物點(diǎn)2逐個(gè)區(qū)域地查明點(diǎn)密度指示符。

圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明的查明點(diǎn)密度指示符的改進(jìn)變型例。與根據(jù)圖3a的過程相比，還按如下參照?qǐng)D4a、圖4b和圖4c描述的方式確定與測(cè)量射束51的對(duì)準(zhǔn)相對(duì)地對(duì)準(zhǔn)物體3b的表面或其表面法向N，并且所述對(duì)準(zhǔn)被用于查明點(diǎn)密度指示符。通過考慮表面或表面法向N相對(duì)于測(cè)量射束方向的相對(duì)對(duì)準(zhǔn)，比根據(jù)圖3a的方法更準(zhǔn)確地確定相應(yīng)的點(diǎn)距離a1-a4。結(jié)果，呈現(xiàn)具有較高質(zhì)量的點(diǎn)密度指示符，基于該點(diǎn)密度指示符，可以更精確地或者以更準(zhǔn)確的擬合來執(zhí)行調(diào)節(jié)。

圖4a、圖4b和圖4c示出了基于鄰域集在被檢測(cè)到的物點(diǎn)的輔助下查明表面法向N的示例。如在先前示例中那樣，該例示是簡(jiǎn)化的二維側(cè)視圖。針對(duì)相應(yīng)物點(diǎn)2a，確定鄰域集11，鄰域集11表示與物點(diǎn)2a相鄰的多個(gè)物點(diǎn)(圖4a)。在該示例中，相對(duì)于物點(diǎn)2a的距離a小于預(yù)定的最大距離a'的那些物點(diǎn)2b被視為與鄰域集11相關(guān)聯(lián)。對(duì)應(yīng)地，在該示例中，物點(diǎn)2c不屬于鄰域集11，因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)于物點(diǎn)2a的距離大于最大距離a'。另選地，基于其它標(biāo)準(zhǔn)來限定鄰域集11，舉例來說，如相對(duì)于物點(diǎn)2a具有最小歐幾里德距離的點(diǎn)的一組限定基數(shù)。

隨后，基于鄰近物點(diǎn)2a和2b的鄰域集11來估計(jì)表面或平面12(圖4b)。該表面查明例如通過根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的數(shù)學(xué)方法，基于物點(diǎn)2a和2b來擬合平面12來實(shí)現(xiàn)。最后，計(jì)算平面12的表面法向N(圖4c)。如果對(duì)表面的估計(jì)不是借助于確定數(shù)學(xué)上精確的平面來實(shí)現(xiàn)的，相反是借助于某個(gè)其它建模來實(shí)現(xiàn)的，則表面法向N例如是多個(gè)單個(gè)表面法向的平均值。

圖5a和圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)展開例。單個(gè)掃描物點(diǎn)與所需求的與物體表面有關(guān)的信息的相關(guān)性不同。因?yàn)椴晃挥谥本€上的三個(gè)點(diǎn)例如足夠用于明確限定平面，所以掃描點(diǎn)2a-2c中的兩個(gè)(關(guān)于圖4a中例示的二維)在根據(jù)圖4a的示例中就足夠用了。物點(diǎn)2a-2c中的其余點(diǎn)并未帶來與表面12有關(guān)的信息的任何增益(參見圖4b)。因此，可選地確定信息增益指示符，其表達(dá)單個(gè)物點(diǎn)或者物點(diǎn)集或組的相關(guān)性。

圖5a例示了五個(gè)物點(diǎn)2a-2e，其中，與圖4a-4c形成對(duì)比，所述物點(diǎn)并不全部沿直線定位，而相反是分開的。因此，在參照?qǐng)D4a、圖4b和圖4c描述的過程之后獲得三個(gè)估計(jì)的表面12a-12c。此后，確定了相應(yīng)點(diǎn)2a-2e相對(duì)于與其相關(guān)聯(lián)的平面12a-12c的(法向)距離。因?yàn)槲稂c(diǎn)2c位于邊緣處，所以物點(diǎn)2c以及鄰近的點(diǎn)2b與2d具有相對(duì)較大的法向距離13。相比之下，物點(diǎn)2a-2c相對(duì)于表面12a具有較小的法向距離或理想地沒有距離(后者因此未加以描繪)，這是因?yàn)槲稂c(diǎn)2b位于表面12a的“中間”。這相應(yīng)地應(yīng)用于平面12c和彼此鄰近的關(guān)聯(lián)的物點(diǎn)2c-2e。

圖5b示意性地示出了相應(yīng)的信息增益指示符G。相對(duì)于圖5a的平面12b，點(diǎn)2b-2d具有較高的信息增益指示符G。相比之下，點(diǎn)2a-2c相對(duì)于平面12a的和點(diǎn)2c-2e相對(duì)于平面12c的相應(yīng)信息增益指示符G相對(duì)較小，或者與例如根據(jù)信噪比導(dǎo)出的最小值或域值14有關(guān)地，可忽略。在這種情況下，相應(yīng)的信息增益指示符G或者例如直接從相應(yīng)的法向距離導(dǎo)出，或者考慮與相應(yīng)表面相關(guān)聯(lián)的物點(diǎn)的法向距離的方差而導(dǎo)出。

圖6示出了在記錄的點(diǎn)集4a的調(diào)節(jié)中考慮根據(jù)圖5a和圖5b查明的信息增益指示符G的示例。圖6類似于圖2。在這種情況下，第二區(qū)域9中的物點(diǎn)被指配給根據(jù)圖5a的物點(diǎn)2a-2e，其中，該區(qū)域中的每一行都對(duì)應(yīng)于進(jìn)入到圖5a的繪制平面中的相應(yīng)物點(diǎn)(例如，2a)的重復(fù)。換句話說，物點(diǎn)2c-2e的行與來自圖5a的表面12c相關(guān)聯(lián)，具有物點(diǎn)2a-2c的線與表面12a相關(guān)聯(lián)，而點(diǎn)2c的行對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)表面之間的邊緣。在該示例中，第一區(qū)域8中的掃描點(diǎn)2同樣被視為與表面12a相關(guān)聯(lián)。

在根據(jù)圖2的記錄的點(diǎn)集4a的調(diào)節(jié)的變型例中，現(xiàn)在還根據(jù)信息增益指示符來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槿鐓⒄請(qǐng)D5a和圖5b所述，點(diǎn)2a和2e的信息增益指示符到處都很小或者等于零，與根據(jù)圖2的方法形成對(duì)比，所有這些點(diǎn)都不被接受到經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集4r中。掃描點(diǎn)2b-2d具有(至少與至少一個(gè)表面有關(guān))高信息增益指示符，為此，這些點(diǎn)被包括在經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集4r中。作為選項(xiàng)，在這種情況下，如圖6所示，通過擦除每個(gè)第二列，還在具有高信息增益指示符的點(diǎn)內(nèi)附加地實(shí)現(xiàn)稀疏化，這是因?yàn)槊啃兄械南鄳?yīng)點(diǎn)2b-2d之間的距離或者沿記錄的點(diǎn)集的相應(yīng)行的點(diǎn)密度超出限定最大值。在這種情況下，可選地，例如，通過在較大波動(dòng)情況下保持所有這些鄰近點(diǎn)，可以考慮一行的鄰近點(diǎn)之間的信息增益指示符的波動(dòng)。另選地，具有高信息增益指示符的所有掃描點(diǎn)2b-2d在任何情況下并且獨(dú)立于其它選擇標(biāo)準(zhǔn)而被包括在經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集中，以便無論如何都獲取沒有損失的相關(guān)物點(diǎn)。

在該示例中，因?yàn)榧俣ǖ谝痪植繀^(qū)域8中的所有點(diǎn)2都與來自圖5a的平面12a相關(guān)聯(lián)，所以在另選例(未例示)中，第一局部區(qū)域8中的點(diǎn)2也被挑選出，因?yàn)樗鼈兺ǔ＞哂行〉男畔⒃鲆嬷甘痉蛘叩谝粎^(qū)域總體具有小(平均)的信息增益指示符。舉例來說，接著實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的逐列和/逐行擦除物點(diǎn)2，或者僅具有極好的信噪比的點(diǎn)2(就是說，“最高質(zhì)量”點(diǎn))被保持并包括在經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集4r中。而且，可以與相應(yīng)的局部區(qū)域8、9的尺寸成比例地保持要放棄的點(diǎn)的數(shù)量，或者與每個(gè)估計(jì)的物體表面的固定數(shù)量點(diǎn)成比例地保持要放棄的點(diǎn)的數(shù)量。

如上所述點(diǎn)密度ρ2的縮減由此按這樣的方式來實(shí)現(xiàn)，即，按有針對(duì)性的方式挑選出不太相關(guān)的物點(diǎn)，或者按有針對(duì)性的方式選擇具有高信息內(nèi)容的點(diǎn)并且使所選擇的點(diǎn)變?yōu)榻?jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集的部分。

參照?qǐng)D7描述了根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)展開例，在該展開例中，根據(jù)點(diǎn)密度指示符和/或信息增益指示符選擇關(guān)注區(qū)域7'、7"。該選擇例如被實(shí)現(xiàn)成在掃描區(qū)域中的位置或局部區(qū)域處是否存在特定的最小點(diǎn)密度的效果，或者位置的或局部區(qū)域的信息增益指示符是否超出預(yù)定閾值的效果。換句話說，所尋找的是具有未達(dá)到限定的設(shè)定點(diǎn)點(diǎn)密度的點(diǎn)密度的位置或區(qū)域，和/或具有特別高的信息增益指示符和由此高相關(guān)性的位置或區(qū)域(舉例來說，如邊緣或彎曲表面)。該選擇被實(shí)現(xiàn)為根據(jù)本發(fā)明的掃描方法的部分，使得按這種方式找到的關(guān)注區(qū)域7'、7"接著可以在測(cè)量系統(tǒng)的顯示器上向用戶顯示，例如，當(dāng)仍在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，或者實(shí)際上在針對(duì)已檢測(cè)到的局部區(qū)域或物體 的掃描期間，結(jié)果，在該用戶仍在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，可以識(shí)別特別相關(guān)的區(qū)域或具有不適當(dāng)?shù)膾呙璺直媛实牡貐^(qū)。

針對(duì)這種區(qū)域，作為另一展開例，通過增加點(diǎn)集來使記錄的點(diǎn)集調(diào)節(jié)。這例如通過由用戶或者自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)關(guān)注區(qū)域7'、7"內(nèi)的額外或另一些物點(diǎn)2的第二記錄來實(shí)現(xiàn)。舉例來說，如圖7所示，圍繞兩個(gè)物體3a、3b的邊界的區(qū)域7'被再次掃描，因?yàn)檫@種邊界區(qū)域?qū)τ趻呙枞蝿?wù)來說特別重要。記錄了物體3b上的較遠(yuǎn)區(qū)域作為另一區(qū)域7"，因?yàn)樵搮^(qū)域在所述第一記錄期間因物體3b的相對(duì)較大距離和傾斜而僅以相對(duì)較低的分辨率被檢測(cè)。以第二掃描模式記錄相應(yīng)的區(qū)域7'、7"，與所述第一記錄的第一掃描模式相比，第二掃描模式是更密集的網(wǎng)狀。換句話說，與在第一次期間相比，該第二記錄以較小的角步長執(zhí)行。因此，對(duì)于這些局部區(qū)域7'、7”來說，與在第一次期間在所述區(qū)域7'、7"中記錄的點(diǎn)集的點(diǎn)密度相比，得到增加的點(diǎn)密度(參照?qǐng)D1；由此，例如，ρ1’>ρ1)。對(duì)于這些關(guān)注區(qū)域7'、7"來說，(原始)記錄的點(diǎn)集的調(diào)節(jié)因而通過將在將第二記錄期間獲取的點(diǎn)插入到記錄的點(diǎn)集中來實(shí)現(xiàn)。另選地，實(shí)現(xiàn)對(duì)已經(jīng)通過第一調(diào)節(jié)而調(diào)節(jié)的點(diǎn)集的進(jìn)一步調(diào)節(jié)。在這種情況下，除了原始點(diǎn)以外或者作為另選，使用新的點(diǎn)。作為第二記錄的另選，針對(duì)區(qū)域7"，可設(shè)想通過對(duì)應(yīng)算法來人工地增加分辨率。然而，該過程不太適于具有間斷的區(qū)域7'。另選地或附加地，在選擇關(guān)注區(qū)域時(shí)，還可以考慮另一標(biāo)準(zhǔn)，舉例來說，如被記錄的物點(diǎn)的信噪比或者被掃描物體3a、3b的類型。

因此，在根據(jù)本發(fā)明的展開中，經(jīng)調(diào)節(jié)的點(diǎn)集的生成(除了上述調(diào)節(jié)方法以外或者作為另選)是通過按有針對(duì)性的方式改進(jìn)點(diǎn)密度和由此的特別相關(guān)或未恰當(dāng)?shù)貦z測(cè)到的區(qū)域的分辨率來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)是掃描處理的一部分并且如同實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的事實(shí)使得能夠在仍在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)就消除掃描中的較弱的點(diǎn)和/或在細(xì)節(jié)程度上獲得顯著且有目的的增加，而不會(huì)接受不必要的數(shù)據(jù)負(fù)擔(dān)。