[發(fā)明專利]一種基于TOF相機(jī)的三維掃描系統(tǒng)及掃描方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510868410.2
• 申請(qǐng)日: 2015-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN105526913A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐攀;李瑞祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C11/00
• 分類號(hào): G01C11/00
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 苗青盛

1.一種基于TOF相機(jī)的桌面三維掃描方法，其特征在于，步驟如下：

(1)TOF三維掃描系統(tǒng)搭建與標(biāo)定；

(2)移動(dòng)終端無線控制與傳輸；

(3)三維掃描并將數(shù)據(jù)上傳云端拼接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，TOF三 維掃描系統(tǒng)搭建與標(biāo)定方法為：

采用TOF相機(jī)作為三維掃描系統(tǒng)的三維成像裝置；

采用電機(jī)控制的2個(gè)自由度的三維云臺(tái)作為物體的載體，TOF相機(jī)相對(duì)于 三維云臺(tái)的位置固定；

使用基于黑白棋盤格視覺標(biāo)定方法完成對(duì)TOF相機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定分別 標(biāo)定三維云臺(tái)兩旋轉(zhuǎn)軸與TOF相機(jī)坐標(biāo)系的相對(duì)位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(2)中，移動(dòng)終 端無線控制與傳輸?shù)闹萌敕椒椋?

設(shè)計(jì)電路聯(lián)合控制TOF相機(jī)和三維云臺(tái)，能夠同時(shí)控制云臺(tái)旋轉(zhuǎn)和觸發(fā)相 機(jī)拍攝；

在控制系統(tǒng)中加入無線傳輸模塊，具體為使用藍(lán)牙；

在移動(dòng)終端編寫相應(yīng)的程序，實(shí)現(xiàn)與三維掃描儀的匹配，與數(shù)據(jù)傳輸；

將三維掃描儀的控制程序置入移動(dòng)終端程序中，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端對(duì)三維掃描 儀的無線控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(3)中，三維掃 描的方法為：

將物體固定于三維云臺(tái)上，使用標(biāo)定后的系統(tǒng)對(duì)物體進(jìn)行三維掃描，并記 錄數(shù)據(jù)；

使用移動(dòng)終端控制電機(jī)水平方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)控制相機(jī)拍攝物體，每隔一定 的角度拍攝一次，記錄物體的三維圖像和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的狀態(tài)信息；

通過無線傳輸模塊，將掃描得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)終端；

當(dāng)水平旋轉(zhuǎn)360度之后，控制三維云臺(tái)垂直旋轉(zhuǎn)，同時(shí)進(jìn)行拍攝，直到旋 轉(zhuǎn)360度，記錄數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(3)中，數(shù)據(jù)上 傳云端拼接的方法為：

在掃描的同時(shí)，移動(dòng)終端將得到的掃描數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳云端；

掃描完成后，在云端采用最近迭代算法(ICP)對(duì)一次完整掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行 圖像拼接；

將拼接完成得到的物體的完整三維數(shù)據(jù)圖像通過互聯(lián)網(wǎng)下傳到移動(dòng)終端， 或者置于用戶的云端空間，在網(wǎng)頁上進(jìn)行三維展示。

6.一種基于TOF相機(jī)的桌面三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，包括：

成像與標(biāo)定單元，其配置為，用于TOF三維掃描系統(tǒng)的搭建與標(biāo)定；

控制與傳輸單元，其配置為，用于移動(dòng)終端無線控制與傳輸；

掃描與上傳單元，其配置為，用于三維掃描并將數(shù)據(jù)上傳云端拼接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述成像與標(biāo)定單元包括：

采用TOF相機(jī)作為三維掃描系統(tǒng)的三維成像裝置；

采用電機(jī)控制的2個(gè)自由度的三維云臺(tái)作為物體的載體，TOF相機(jī)相對(duì)于 三維云臺(tái)的位置固定；

使用基于黑白棋盤格視覺標(biāo)定方法完成對(duì)TOF相機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定分別 標(biāo)定三維云臺(tái)兩旋轉(zhuǎn)軸與TOF相機(jī)坐標(biāo)系的相對(duì)位置。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述控制與傳輸單元包括：

設(shè)計(jì)電路聯(lián)合控制TOF相機(jī)和三維云臺(tái)，能夠同時(shí)控制云臺(tái)旋轉(zhuǎn)和觸發(fā)相 機(jī)拍攝；

在控制系統(tǒng)中加入無線傳輸，具體為使用藍(lán)牙；

在移動(dòng)終端編寫相應(yīng)的程序，實(shí)現(xiàn)與三維掃描儀的匹配，與數(shù)據(jù)傳輸；

將三維掃描儀的控制程序置入移動(dòng)終端程序中，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端對(duì)三維掃描 儀的無線控制。