(57)【要約】  レーザスキャナが対象物を走査する。この方法は、第１の角度及び第２の角度を角度測定装置により測定するステップと、対象物上に光を送って反射光を捕捉し、それにより、前記対象物上の点までの距離及びグレイスケール値を決定するステップと、カラーカメラによりカラー画像のシーケンスを異なる露出時間で捕捉するステップと、前記対象物上の点までの３Ｄ座標及びグレイスケール値を決定するステップと、前記カラー画像のシーケンスから、任意の単一のカラー画像から得られるよりも高いダイナミックレンジを有する強化されたカラー画像を決定するステップと、前記強化されたカラー画像を３Ｄグレイスケール画像に重畳して、強化された３Ｄカラー画像を得るステップとにより行われる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザスキャナを用いて対象物を光学的に走査及び測定するための方法であって、
発光器、受光器、第１の角度測定装置、第２の角度測定装置、制御評価ユニット、及びカラーカメラを含む一体的な部品を有するレーザスキャナを提供するステップと、
カラーディスプレイを設けるステップと、
第１の角度を前記第１の角度測定装置により測定するステップと、
第２の角度を前記第２の角度測定装置により測定するステップと、
前記発光器により発光ビームを放射するステップと、
前記発光ビームを前記対象物から反射させて受光ビームを生成するステップと、
前記受光器により前記受光ビームを受光し、且つ、それに応答した第１の電気信号を得るステップと、
前記制御評価ユニットにより、前記対象物上の複数の測定点までの距離を、前記複数の測定点の各々に関する前記第１電気信号に少なくとも部分的に基づいて、及び、空気中の光の速度に基づいて決定するステップと、
前記制御評価ユニットにより、前記複数の測定点に関するグレイスケール値を決定するステップと、
カラーカメラにより、カラー画像のシーケンスを前記カラーカメラが所定空間に固定された状態で捕捉するステップであって、前記画像のシーケンスの各々が、異なる露出時間で捕捉され、且つ、関連する第１のダイナミックレンジを有し、前記カラー画像が、それに応答した第２の電気信号を提供するステップと、
前記制御評価ユニットにより、３次元（３Ｄ）グレイスケール画像を、前記第１の角度、前記第２の角度、前記対象物上の複数の測定点までの距離及び前記測定点に関するグレイスケール値に少なくとも部分的に基づいて決定するステップと、
前記制御評価ユニットにより、強化されたダイナミックレンジを有する強化されたカラー画像を決定するステップであって、前記強化されたダイナミックレンジが、関連する第１のダイナミックレンジのいずれよりも高く、前記強化されたカラー画像が、少なくとも部分的に前記第２の電気信号に基づいているステップと、
前記制御評価ユニットにより、強化された３Ｄカラー画像を、前記強化されたカラー画像を前記３Ｄグレイスケール画像に重畳することにより決定するステップと、
前記強化された３Ｄカラー画像を前記カラーディスプレイ上に表示するステップとを含む、方法。
【請求項２】
さらに、前記強化されたカラー画像にダイナミック圧縮を、前記カラーディスプレイの特性に適合するように選択された縮小されたダイナミックレンジを得るように行うステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記レーザスキャナを設けるステップにおいて、前記レーザスキャナが、さらに、前記第１の角度にわたり回転するように構成された回転可能なミラーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記レーザスキャナを設けるステップにおいて、前記回転可能なミラーが前記対象物からの光を前記カラーカメラへと反射する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記回転可能なミラーの回転に応答して得られる複数の前記第１の角度に関する第２の電気信号の平均値を決定するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記カラーカメラによりカラー画像のシーケンスを捕捉する前記ステップにおいて、前記カラー画像のシーケンスが多数のカラー画像を前記シーケンス中に有し、前記カラー画像の個数が、前記第２の電気信号の前記平均値に少なくとも部分的に基づいている、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記カラーカメラによりカラー画像のシーケンスを捕捉する前記ステップにおいて、前記シーケンスの各画像の異なる露出時間が、前記第２の電気信号の前記平均値に少なくとも部分的に基づいている、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年９月２４日に出願された独国特許出願第１０２０１３１１０５８０．７号、及び、２０１４年１月１３日に出願された、米国仮特許出願第６１／９２６，４６１号の優先権を主張し、これらの出願の両方の内容の全てを参照により本明細書に援用する。
【０００２】
特許文献１は、収集したスキャンデータに色付けを行うレーザスキャナを記載している。これは、カラー画像から得られた色をスキャン画像に画素ごとに割り当てることにより行われる。カラーカメラのハードウェアが、色付き３次元（３Ｄ）画像の品質、輝度レベル、及びコントラストを決定する。
【０００３】
本明細書においては、カラーカメラから得られた色を、飛行時間型（ＴＯＦ）レーザスキャナから得た３Ｄグレイスケール画像に重畳するレーザスキャナを、さらに記載する。
【０００４】
ＴＯＦスキャナは、ターゲットポイントまでの距離が、スキャナとターゲットポイントとの間の空気中の光の速度に基づいて測定される任意のタイプのスキャナである。レーザスキャナは、一般に、閉鎖空間又は開放空間（例えば、建造物、産業施設、及びトンネルの内部領域）を走査するために用いられる。レーザスキャナは、産業用途、及び事故再現を含む多くの目的のために用いられる。レーザスキャナは、スキャナ周囲の所定体積内の対象物（物体）を、この体積内の対象物を示すデータポイントの取得により光学的に走査し、測定するために用いられることができる。このようなデータポイントは、光ビームを対象物上に放射し、反射又は散乱された光を収集して、距離、２つの角度（すなわち、アジマス角及び天頂角）、並びに、任意選択的にグレイスケール値を測定することにより得られる。この生スキャンデータが、収集、記憶され、プロセッサに送信されて、走査領域又は対象物を表す３次元画像が生成される。画像を生成するために、各データポイントに対して少なくとも３つの値が収集される。これら３つの値が、距離及び２つの角度を含んでも、或いは、変換された値（例えば、ｘ，ｙ，ｚ座標）であってもよい。一実施形態において、３Ｄレーザスキャナにより収集される第４の値は、各測定点に関するグレイスケール値である。このようなグレイスケール値は、スキャナに戻ってくる散乱光の放射照度に関連付けられる。
【０００５】
角度測定装置、例えば角度エンコーダを用いて、２つの回転軸を中心とした２つの回転角度を測定する。角度エンコーダの１つのタイプは、ディスク及び１以上のリードヘッドを含む。一実施形態において、ディスクは回転シャフトに取り付けられ、１以上のリードヘッドが、回転シャフトに対して不動の部分に取り付けられている。
【０００６】
最近のレーザスキャナの多くは、レーザスキャナに取り付けられたカメラを含む。カメラは、周囲環境のカメラデジタル画像を収集し、このカメラデジタル画像を操作者に提示する。操作者は、カメラ画像を見ることにより、測定される体積の視野（ＦＯＶ）範囲を決定でき、また、レーザスキャナの設定を、より大きい又はより小さい空間領域にわたり測定するように、ＦＯＶ調節が必要であれば、調節できる。さらに、カメラデジタル画像をプロセッサに送信してスキャナ画像に色を追加することが可能である。カラースキャナ画像を生成するために、少なくとも６つの値（ｘ，ｙ，ｚ座標などの３位置座標、及び、赤値、緑値、青値、すなわち「ＲＧＢ」）が、各データポイントに関して収集される。
【０００７】
レーザスキャナにより収集されるデータは、これらのデータ（典型的に比較的高密度）が雲に似ているため、しばしば、ポイントクラウドデータと称される。用語「ポイントクラウド」は、本明細書において、走査された対象物に関する３Ｄ値の集まりを意味する。ポイントクラウドデータを用いて、走査されている場面の３Ｄ表現を生成することが可能である。
【０００８】
単一のカラーカメラ画像は、赤、緑、青の画素値を提供し、これらの各々が最終画像上で０％の赤、青又は緑〜１００％の赤、青又は緑の様々な程度で表示される。しかし、所与の画素のために示される色のレベルの程度は、一般に、カメラ感光性アレイ全体にわたる画素の飽和を回避する必要性により制限される。すなわち、アレイ内の任意の画素により受光される最大光が、全アレイのための最大の露出時間を決定する。その結果、カラー化された走査画像は、カラー画像の一部においては明るい色を有し得るが、画像の他の部分においては暗い色を有する場合がある。このような画像は、比較的低いダイナミックレンジを有するとみなされる。なぜなら、カラー画像の、比較的弱い光を受光する部分が、最終カラー３Ｄ画像で見えることが望ましい詳細を示さない場合があるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第８，７０５，０１６号明細書（２０１６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、既存の３Ｄスキャナは、それらの意図する目的に適してはいるが、必要とされるのは、本発明の実施形態の特徴を有する３Ｄスキャナである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様によれば、レーザスキャナを用いて対象物を光学的に走査及び測定するための方法が提供され、この方法は、発光器、受光器、第１の角度測定装置、第２の角度測定装置、制御評価ユニット、及びカラーカメラを含む一体的な部品を有するレーザスキャナを提供するステップと、カラーディスプレイを設けるステップと、第１の角度を前記第１の角度測定装置により測定するステップと、第２の角度を前記第２の角度測定装置により測定するステップと、前記発光器により発光ビームを放射するステップと、前記発光ビームを前記対象物から反射させて受光ビームを生成するステップと、前記受光器により前記受光ビームを受光し、且つ、それに応答した第１の電気信号を得るステップと、前記制御評価ユニットにより、前記対象物上の複数の測定点までの距離を、前記複数の測定点の各々に関する前記第１電気信号に少なくとも部分的に基づいて、及び、空気中の光の速度に基づいて決定するステップと、前記制御評価ユニットにより、前記複数の測定点に関するグレイスケール値を決定するステップと、カラーカメラにより、カラー画像のシーケンスを前記カラーカメラが所定空間に固定された状態で捕捉するステップであって、前記画像のシーケンスの各々が、異なる露出時間で捕捉され、且つ、関連する第１のダイナミックレンジを有し、前記カラー画像が、それに応答した第２の電気信号を提供するステップと、前記制御評価ユニットにより、３Ｄグレイスケール画像を、前記第１の角度、前記第２の角度、前記対象物上の複数の測定点までの距離及び前記測定点に関するグレイスケール値に少なくとも部分的に基づいて決定するステップと、前記制御評価ユニットにより、強化されたダイナミックレンジを有する強化されたカラー画像を決定するステップであって、前記強化されたダイナミックレンジが、関連する第１のダイナミックレンジのいずれよりも高く、前記強化されたカラー画像が、少なくとも部分的に前記第２の電気信号に基づいているステップと、前記制御評価ユニットにより、強化された３Ｄカラー画像を、前記強化されたカラー画像を前記３Ｄグレイスケール画像に重畳することにより決定するステップと、前記強化された３Ｄカラー画像を前記カラーディスプレイ上に表示するステップとを含む。
【００１２】
本発明とみなされる本発明の主題は、本明細書の結論として特許請求の範囲に具体的に示され、明確に特許請求されている。本発明の前述の及びその他の特徴並びに利点は、以下の詳細な説明を添付図面と併せて読むことにより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】レーザスキャナの光学的、機械的、及び電気的部品の概略図である
【図２】動作中のレーザスキャナの概略図である。
【図３】レーザスキャナの斜視図である。
【図４】本発明による方法のフローチャートである。
【００１４】
本発明の実施形態の詳細な説明を、本発明の利点及び特徴と共に、図面を参照しつつ記載する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
レーザスキャナ１０を、図１〜図３を参照しつつ説明する。レーザスキャナ１０は、レーザスキャナ１０の周囲環境を光学的に走査及び測定するための装置として設けられている。レーザスキャナ１０は、測定ヘッド１２及びベース１４を有する。測定ヘッド１２は、ベース１４上に、鉛直軸を中心に回転されることができるユニットとして取り付けられている。測定ヘッド１２は、水平軸を中心に回転されることができるミラー１６を有する。２つの回転軸の交差点を、レーザスキャナ１０の中心Ｃ１０と称する。
【００１６】
測定ヘッド１２には、さらに、発光ビーム１８を放射するための発光器１７が設けられている。発光ビーム１８は、好適には、原則として、約３００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長（例えば、１５５０ｎｍ、９０５ｎｍ、７９０ｎｍ、又は、４００ｎｍ未満）のレーザ光であり得る。しかし、例えばより大きい波長を有するその他の電磁波を用いることもできる。発光ビーム１８は変調信号を用いて振幅変調される。発光ビーム１８は、発光器１７により回転ミラー１６上に放射され、ミラー１６上で偏向されて周囲環境に放射される。対象物Ｏにより環境中に反射されるか又はその他の形態で散乱された受光ビーム２０が、回転ミラー１６により再び捕捉され、偏向されて、受光器２１上に向けられる。発光ビーム１８及び受光ビーム２０の方向は、回転ミラー１６及び測定ヘッド１２の角度位置によって決まる。これらの角度位置は、回転ミラー１６及び測定ヘッド１２のそれぞれの対応する回転ドライブ（各々が１つのエンコーダにより位置合わせされる）の位置に依存する。
【００１７】
制御評価ユニット２２が、発光器１７及び受光器２１へのデータ接続を測定ヘッド１２内に有する。或いは、制御評価ユニット２２の一部を、測定ヘッド１２の外部に、例えば、ベース１４に接続されたコンピュータとして配置してもよい。制御評価ユニット２２は、レーザスキャナ１０と対象物Ｏ（における照射点）との距離ｄを、多数の測定点Ｘに関して、発光ビーム１８及び受光ビーム２０の伝搬時間から決定するように構成されている。このために、例えば、２つの光ビーム１８と２０の位相ずれを測定して評価できる。
【００１８】
ディスプレイユニット２４が制御評価ユニット２２に接続されている。ディスプレイユニット２４は、この場合、レーザスキャナ１０におけるディスプレイである。しかし、ディスプレイユニット２４が、ベース１４に接続されたコンピュータのディスプレイであってもよい。
【００１９】
走査は、ミラー１６の相対的に高速の回転により円に沿って行われる。測定ヘッド１２をベース１４に対して相対的に低速で回転させることにより、全空間が段階的に円により走査される。このような測定の測定点Ｘの全体を走査と定義する。このような走査に関し、レーザスキャナ１０の中心Ｃ１０が、局所静止基準系の原点を画定する。ベース１４は、この局所静止基準系内に位置する。
【００２０】
各測定点Ｘは、レーザスキャナ１０の中心Ｃ１０までの距離ｄに加えて、制御評価ユニット２２により決定された輝度情報も含む。輝度値は、例えばグレイスケール値であり、このグレイスケール値は、受光器２１のバンドパスフィルタリング及び増幅された信号を、測定点Ｘに割り当てられた測定期間にわたり積分することにより決定される。カラーカメラを用いることで、その色（赤、緑、青）が値として測定点に割り当てられる画像を生成することも随意にできる。
【００２１】
レーザスキャナ１０には、制御評価ユニット２２に接続されたカラーカメラ２５も設けられている。カラーカメラ２５は、例えばＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラとして構成され、色空間において３次元である信号（好適には、ＲＧＢ信号）を、位置空間において２次元である画像のために提供する。制御評価ユニット２２は、レーザスキャナの走査（位置空間では３次元）を、カラーカメラ２５の画像（位置空間では２次元）に連係(concatenate)させる。このような連係を「マッピング」と称する。連係は、捕捉されたカラー画像の各々に対して画像ごとに行われ、これにより、最終結果として、走査の各測定点Ｘに色を割り当て（ＲＧＢ割当）、すなわち、走査に色付けをする。
【００２２】
受光器２１は、通常、ミラー１６からの受光ビーム２０を直接受光せずに、ミラー１６が受光ビーム２０を受光素子３０へと偏向させるように構成される。光学部品（具体的には、レンズ／ミラー）の使用により、受光素子３０は受光器２１上に、ミラー１６からの受光ビーム２０の像を形成する。シリンダの４５度部分領域として、ミラー１６は、受光ビーム２０の直径を画定する小さい半軸を有する。受光素子３０には受光レンズ３２が設けられており、受光レンズ３２の直径は、少なくとも、ミラー１６の小さい半軸と同じ大きさである。従って、受光レンズ３２は受光ビーム３０を完全に受光でき、次の光学素子上に投影できる。受光レンズ３２の光軸はミラー１６の光軸と位置合わせされている。受光素子３０は、受光ビーム２０の直径を受光器の寸法に合うように低減する。
【００２３】
受光器を通過する受光ビーム２０の方向は、カラーカメラ２５に入射する方向でもある。カラーカメラ２５は受光素子３０の後ろ、又は、受光素子３０内に配置され得る。しかし、カラーカメラ２５の好適な配置は、上記の米国特許第８，７０５，０１６号に開示されている。受光ビーム２０の方向に対し、カラーカメラ２５は受光素子３０の前に配置される。すなわち、受光器２１及びカラーカメラ２５は共にミラー１６を使用する。しかし、受光素子３０は受光器２１のみにより使用される。
【００２４】
カラーカメラ２５を受光レンズ３２の光軸上に配置することは、収差を低レベルに保つ利点を有する。すなわち、受光素子３０とカラーカメラ２５とが、周囲環境の同じ区画を捉える。カラーカメラ２５は、受光ビーム２０の方向に対して受光器レンズ３２のすぐ上にあってよい。そして、発光器１７の発光ビーム１８が、例えば、半透明のミラーにより、受光器レンズ３２の光軸へ、さらにはミラー１６に衝突するように偏向されることができる。或いは、カラーカメラ２５は、受光ビーム２０を、半透明ミラーにより、少なくとも部分的に受光できる。そして、受光器レンズ３２のすぐ上の空間を発光器１７が占めることができる。
【００２５】
好適には、発光器１７とカラーカメラ２５とは連続的に動作される。一実施形態において、レーザスキャナ１０は、そのカラーカメラ２５がスイッチオフされた状態で、最初に発光ビーム１８により周囲環境を走査して受光ビーム２０を受光し、そこから、グレイスケール走査が生成される。次いで、レーザスキャナ１０は、発光器１７がスイッチオフされた状態で、周囲環境のカラー画像を、カラーカメラ１５により捕捉する。制御評価ユニット２２が、測定点Ｘに色を割り当てることにより、グレイスケール走査に色付けする。
【００２６】
カラーカメラ２５は、その画像のコントラストを増大できる。このために、カラーカメラ２５は、低いダイナミックレンジ（ＬＤＲ）を有する画像のシーケンス（一連の画像群）を捕捉する。この文脈において、用語「ダイナミックレンジ」は、任意の画素により生成される最大電圧レベルの、任意の画素により生成される最小電圧レベルに対する比率を示す。ダイナミックレンジは、その他の等価な測定（例えば、任意の１つの画素内の電子の最大数の、任意の画素の電子の最小数に対する比率）によっても示され得る。幾分正確ではないが、ダイナミックレンジを、人間の眼によって見られるような画素ごとに捕捉された点における光の各色（赤、緑、青）に関する明度又は輝度のレベルとも見なし得る。
【００２７】
一実施形態において、周囲環境の一定部分から受光するスキャナカラーカメラ２５を用いて複数の画像が得られる。これらの画像の各々は、ＬＤＲ画像とみなされる。なぜなら、これらの画像において、最大ダイナミックレンジが、いかなる特定のカメラアレイの所定値も上回ることがないからである。一極端において、光の最大レベルはアレイの飽和レベルにより制限され、光の最小レベルはカメラノイズ（特に、カメラの電気ノイズ）により制限される。カメラ露出時間が増加するに従い、アレイの幾らかの領域は飽和し始めるが、以前に非常に低レベルであったアレイのその他の領域のレベルは、今や、幾分より高くなっている。各々が異なる露出時間を有する複数のＬＤＲ画像を収集することにより、周囲環境の小さい領域の各々が、適切な照射及び露出レベルで捕捉され得る。露出時間が異なるＬＤＲ画像のシーケンスから、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）を有する画像が、好適には、制御評価ユニット２２にて、又は、カラーカメラ２５の好適な処理ユニットにて生成される。ＨＤＲ画像はさらに処理される。このようにして、アレイ上の完全に暗い領域又は完全に明るい領域が回避される。
【００２８】
１つの色チャネルにつき８ビットのみでコード化され得るＬＤＲ画像と比較して、ＨＤＲ画像は、より多数のビット（例えば、１つの色チャネルにつき３２ビット）を有する。しばしば、ＨＤＲ画像の各画素のための色チャネルの値は、整数値の代わりに浮動小数点数により表される。従って、値は、ＬＤＲ画像の値と類似の範囲にあり得るが、より微細なグラデーションを有する。十分な記憶容量が利用可能な場合、ＬＤＲ画像の完全なシーケンス（一連のＬＤＲ画像すべて）を、得られるＨＤＲ画像に加えて、完全な情報を保存するために保持し得る。
【００２９】
ハードウェアがＬＤＲ画像のみを（例えばディスプレイユニット２４上で）表示できる場合でも、ＨＤＲ画像の視覚化が可能である。１組の色を、高ダイナミックレンジ画像の外観に似せるように、別の組に、より限られたダイナミックレンジを有する媒体（例えばディスプレイユニット２４）にてマッピングするプロセスを、トーンマッピングと称する。このために、スライド又はダイナミック圧縮（トーンマッピング）を使用できる。ダイナミック圧縮により、ＨＤＲ画像のダイナミックレンジは、演算子（特に、グローバル演算子、局所演算子、周波数ベースの演算子、又は、勾配ベースの演算子）を用いてＬＤＲ画像に縮小される。明るい面はより暗く見え、暗い面はより明るく見える。局所演算子を用いることで、照明状況に関係なく細部についての最大の可視性が得られる。一実施形態において、局所演算子の滑らかな連結が、エッジのない連続移行を生じるために構築される。必要とされる記憶容量を縮小することもでき、これは、トーンマッピングを用いて、ＬＤＲ画像の全シーケンスの代わりに、上記の方法を用いて得られた既に処理済みの単一の画像の保存を可能にすることによる。
【００３０】
次いで、得られたＬＤＲ画像を、グレイスケール走査像に色付けするために用いることができる。或いは、ＨＤＲ画像を用いて、微細に段階的な輝度レベルを利用してグレイスケール走査像に色付してもよい。こうして、対象物のより多くの詳細を提供して、対象物のより正確な局所化を可能にする。また、ＨＤＲ画像を用いることで、好適な方法での画像表示を可能にできる。
【００３１】
画像を捕捉するときに、動的に決定された平均輝度レベルを考慮することができる。これにより、撮影される画像の必要な個数を限定できる。画像を捕捉するときに、画像の詳細が抽出されていない（露出過度又は露出不足による）明るい領域又は暗い領域があるかどうかが判断される。このような判断は、例えば、輝度統計に基づいて行われ得る。閾値（少なくとも部分的に輝度統計に基づき得る）を超えた場合、さらなる画像の捕捉を、品質を低下せずに停止でき、必要な時間を最小限にする。ユーザの設定に従い、品質を速度に対してトレードオフできる。収集された情報を十分に利用するために、ＨＤＲ画像及びＬＤＲ画像を保存できる。
【００３２】
先に説明したように、画像の個数は、感光性アレイの画素の平均輝度を観測することにより、品質を犠牲にせずに減らすことができる。この文脈において用いられる用語「輝度」が、Ｒ，Ｂ，Ｇ画素ウェルにて生成される電子の最大個数（そのウェルが保持する電子の最大数に関連する）に関連付けられることが理解されよう。この電子の個数は、対象物の点からカメラレンズを通過し、カメラの感光性アレイにおけるＲ，Ｇ又はＢ画素に到達する前の光学パワーレベルに比例している。画素は、統合された光パワーを画素ウェル中の電子の個数に変換させる特定の応答性を有する。電子は電流として抽出されて所定の電圧に変換され、この電圧がアナログ／ディジタル変換器によりサンプリングされて所定の電圧を提供する。任意の特定の画素のための電圧レベルは、（１）対象物の点からアレイの対応する画素に反射されるＲ，Ｇ又はＢ波長における光学パワー、（２）カメラ露出時間、及び、（３）特定の波長を有する光（Ｒ，Ｇ又はＢ）に対する画素の応答性に少なくとも部分的に依存する。
【００３３】
輝度値の平均化は、ミラー１６の回転を通じて行うことができ、平均輝度値は、ＬＤＲ画像のシーケンスのための異なる露出時間を決定するために用いられる。シーケンスにおけるＬＤＲ画像の個数は、カメラＦＯＶ（視野）及びカメラ開口に依存し得る。
【００３４】
輝度値の平均化のためのミラー１６の回転は、ミラー１６の水平軸を中心とした回転であり得る。しかし、この回転が、測定ヘッド１２全体の、その鉛直軸を中心とした回転であって、その結果としてミラー１６が回転されてもよい。測定ヘッド１２の回転中、ミラー１６の測定ヘッド１２に対する位置は不変であり得る（例えば、ミラー１６を水平軸を中心に回転させないことにより）。この場合、ミラー１６は、例えば、水平線（ミラー１６の水平位置を画定する）に照準され得る。或いは、ミラー１６を、その水平軸を中心に、多くの異なるパターンのいずれか（ミラーの完全回転又は部分回転であり得る）で回転させてもよい。一実施形態において、ミラー１６は、水平位置を中心として振動回転（例えば、−３０度〜＋３０度）する（「揺動ミラー」）。鉛直回転と水平回転とを別々に、又は組み合わせて用いて、収集されるＬＤＲ画像の個数及び各々の露出時間の決定に用いられる平均輝度値を得ることができる。
【００３５】
或いは、ミラー１６の更に別の回転（又はその他の運動）から、輝度値の平均を、カラーカメラ２５により撮像された任意の以前の画像から決定することも可能である。輝度値の平均化により、露出時間を定めるための中央値として用いられる単一の平均値が得られる。
【００３６】
図４は、本発明の一実施形態の方法のフローチャートを示す。ステップ１０１において、レーザスキャナ１０は、点Ｘに関するグレイスケール走査を生成する。走査点の各々は、発光ビーム１８及び受光ビーム２０の伝搬時間の複数（例えば２０００個）のサンプルから得られる。ステップ１０２において、カラーカメラ２５は、露出時間が異なるＬＤＲカラー画像のシーケンスを捕捉する。ステップ１０１とステップ１０２の順序を変えてもよい。ステップ１０３において、最初に、ＨＤＲ画像を、露出時間が異なるＬＤＲ画像のシーケンスから生成し、そしてその後、単一のＬＤＲ画像をＨＤＲ画像から生成する。トーンマッピングを用いて、ＬＤＲ画像の全シーケンスをまだ含んでいるＨＤＲ画像を単一のＬＤＲ画像に変換し、或いは、ＬＤＲ画像のシーケンスを処理済みのＨＤＲ画像に変換する。ステップ１０４において、単一のＬＤＲ画像（又は処理済みのＨＤＲ画像）を用いて、グレイスケール走査に色付けをしてカラー走査にする。
【００３７】
レーザスキャナと、測定ヘッドの外部に配置されている制御評価ユニットの一部（必要に応じて）と、レーザスキャナに接続されているコンピュータ上のディスプレイユニット（必要に応じて）と、本発明のシステムに組み込まれているさらなるコンピュータとの接続を、有線又は無線、例えばＷＬＡＮで行うことができる。
【００３８】
本発明を、限られた個数の実施形態に関して詳細に説明してきたが、本発明がこのように開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されよう。むしろ、本発明が、以上に記載されていないが本発明の精神及び範囲に適している任意の個数の変型、変更、代替物、又は均等な構造を組み込むように変更されることができる。また、本発明の様々な実施形態を記載してきたが、本発明の態様が、記載された実施形態の幾つかのみを含み得ることが理解されよう。従って、本発明は、上記の説明により限定されるとみなされるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００３９】
１０  レーザスキャナ、１２  測定ヘッド、１４  ベース、１６  回転ミラー、１７  発光器、１８  発光ビーム、２０  受光ビーム、２１  受光器、２２  制御評価ユニット、２４  ディスプレイユニット、２５  カラーカメラ、３０  受光素子、３２  受光レンズ。
【図１】
2016537613.tif 000003
【図２】
2016537613.tif 000004
【図３】
2016537613.tif 000005
【図４】
2016537613.tif 000006
【国際調査報告】
2016537613.tif 000007
2016537613.tif 000008
2016537613.tif 000009