[實用新型]用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置

有效

• 申請號: 201020186447.X
• 申請日: 2010-05-04
• 公開（公告）號: CN201732211U
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 張強;劉俊
• 申請（專利權）人: 北京技睿新天科技有限公司
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10;G01B11/24
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術領域

本實用新型屬于三維圖像采集設備領域，特別涉及利用物理光路生成光學圖案，在對光學采集設備進行標定后，利用光學采集設備采集圖像的一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置。?

背景技術

三維掃描技術在工業、醫療服務業及文化產業上均有較廣泛的應用，在工業上利用于逆向工程計算，以及對體積較大、剛性較弱、形狀較復雜的工件進行結構及外形測量，在整形醫療服務業可用于創面分析、陰陽模設計，另外在三維動畫設計上也能用到三維掃描技術。?

對于傳統的三維掃描設備多為接觸式掃描器、激光掃描儀，掃描速度慢，操作復雜，對于被測件以及工作條件都有較嚴格的要求，在很多應用領域三維掃描技術的均不適用。最近發展起來的光柵式三維掃描技術尚處起步階段，多項技術均有待完善。?

發明內容

本實用新型的目的是診斷現有技術中傳統的三維掃描設備多為接觸式掃描器、激光掃描儀，掃描速度慢，操作復雜，對于被測件以及工作條件都有較嚴格的要求，在很多領域的應用受到限制的不足而提供一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置，其特征在于，所述光柵式三維掃描裝置的光柵生成設備固定在機械支撐裝置的橫向支持板上，圖像采集器分列在光柵生成設備周圍，分別固定在機械支撐裝置的適當位置上；標定塊放置在機械支撐裝置的工作臺面上，計算機通訊板卡通過信號線分別與圖像采集器及光柵生成設備連接。?

所述圖像采集器的數目為1-8個；并且圖像采集器的傾向角度依照標定塊或采集物大小調整。?

所述標定塊是一個尺寸經過嚴格控制的印有精確測量標準刻度或圖案的標準量塊。?

所述計算機通訊板卡為1394接口卡或USB接口卡。?

所述機械支撐裝置為三腳機架或三坐標機床。?

本實用新型與現有技術相比具有如下優點：?

(1)本實用新型所設計的系統結構能保證得到絕大部分點對光線反射的法向方向，獲得除空間位置之外更多的信息，如局部曲率等信息；?

(2)克服傳統設備先天不足的因素，將標志點位置精度的影響能力降到較低的程度；?

(3)利用數據冗余剔除技術，拍攝次數的提高可以有效提升測量精度，可適用于對精度要求極其嚴格的情況，從而使設備有更強的適用性。?

附圖說明

圖1為光柵式三維掃描裝置的結構示意圖。?

圖2為印有精確測量標準刻度或圖案的標準量塊示意圖。?

具體實施方式

本實用新型提供一種用于三維模型圖像采集的光柵式三維掃描裝置，下面結合附圖對本實用新型予以說明。圖1所示為光柵式三維掃描裝置的結構示意圖。光柵生成設備3固定在機械支撐裝置6的橫向支持板7上，該機械支撐裝置6為三腳機架或三坐標機床。第一圖像采集器1，第二圖像采集器2分列在光柵生成設備3兩邊，分別固定在機械支撐裝置6兩邊的立柱上；根據標定塊4或檢測物大小調整圖像采集器的數目為1-8個；并且圖像采集器的傾向角度可以任意調整，?以顯示的圖像最清晰為準。標定塊4放置在機械支撐裝置6的工作臺面上(如三???????????????????????????2坐標機床的工作臺面)，計算機通訊板卡5通過信號線分別與第一圖像采集器1，第二圖像采集器2及光柵生成設備3連接；計算機通訊板卡5為1394接口卡或USB接口卡。?

所述標定塊是一個尺寸經過嚴格控制的印有精確測量標準刻度或圖案的標準量塊(如圖2所示)。?

本實用新型為提高數據采集速度，采用了如下措施：?

1.1數據采集速度提高策略?

●采用1394接口的數據采集接口；?

●采用CCD或CMOS電子高速相機；?

●使用不間斷拍攝模式，在光柵圖案切換后從緩存中選取數據。?

1.2數據采集效率提高策略?

●采用三自由度設備拍攝方向調整器，保證各個拍攝視角的可達性；?

●相機與光柵發射器間相對位置可調，保證在多尺度條件下的可用性；?

●光柵發射器的亮度及相機的曝光時間可調，保證在不同光照條件下設備的適應能力。?