[發明專利]三維掃描裝置和三維掃描方法

有效

• 申請號: 201610045370.6
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN105651201B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 陽光;楊錦平;邵翔;尚可
• 申請（專利權）人: 聯想（北京）有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;黃燦

本發明提供一種三維掃描裝置和三維掃描方法，該三維掃描裝置包括：光束發射模塊，用于向待掃描物體發射光束，該光束在待掃描物體上形成光斑；圖像采集模塊，用于采集待掃描物體的掃描圖像序列；距離確定模塊，用于獲取掃描圖像序列中的第一圖像序列，并根據第一圖像序列中每一第一圖像的光斑信息，確定采集第一圖像時三維掃描裝置與待掃描物體之間的拍攝距離；三維建模模塊，用于根據第一圖像序列以及采集第一圖像時三維掃描裝置與待掃描物體之間的拍攝距離，確定待掃描物體的三維模型。本發明中，即使三維掃描裝置拍攝待掃描物體的圖像時的運動軌跡不是理想的圓周，也能夠保證3D建模的精確性。

本申請為分案申請，其母案申請號為201110288847.0，發明名稱為三維掃描裝置和三維掃描方法，申請日為2011.09.26。

技術領域

本發明涉及三維(3D)掃描技術領域，尤其涉及一種三維掃描裝置和三維掃描方法。

背景技術

如圖1所示，現有技術中利用三維掃描裝置(手機、攝像機、照相機等)對待掃描物體進行3D掃描時，通常是將三維掃描裝置繞待掃描物體旋轉一周，拍攝一組圖像序列，利用該圖像序列以及三維掃描裝置在拍攝圖像時與待掃描物體之間的距離R等參數，計算待掃描物體的3D模型。

使用三維掃描裝置對待掃描物體進行拍攝時，三維掃描裝置須相對待掃描物體保持近乎圓周的運動，即三維掃描裝置在運動時需要保持與待掃描物體之間的距離R不變，才能夠保證3D建模的精確。

而事實上，用戶拿著三維掃描裝置對待掃描物體進行掃描時，很難保證三維掃描裝置的運動軌跡是理想的圓周，從而會引起3D建模的不精確。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種三維掃描裝置和三維掃描方法，即使三維掃描裝置拍攝待掃描物體的圖像時的運動軌跡不是理想的圓周，也能夠保證3D建模的精確性。

為解決上述問題，本發明提供一種三維掃描裝置，包括：光束發射模塊，用于向待掃描物體發射光束，所述光束在所述待掃描物體上形成光斑；圖像采集模塊，用于采集所述待掃描物體的掃描圖像序列；距離確定模塊，用于獲取所述掃描圖像序列中的第一圖像序列，并根據所述第一圖像序列中每一第一圖像的光斑信息，確定采集所述第一圖像時所述三維掃描裝置與所述待掃描物體之間的拍攝距離；三維建模模塊，用于根據所述第一圖像序列以及采集所述第一圖像時所述三維掃描裝置與所述待掃描物體之間的拍攝距離，確定所述待掃描物體的三維模型。

可選的，所述距離確定模塊包括：重力傳感模塊，用于測量采集所述掃描圖像序列中的每一掃描圖像時的加速度的變化；輪廓區域估計模塊，用于根據采集所述掃描圖像時的加速度的變化，估計所述待掃描物體在所述掃描圖像中的輪廓區域；第一圖像提取模塊，用于根據所述待掃描物體在所述掃描圖像中的輪廓區域，從所述掃描圖像序列中提取出所述第一圖像序列。

可選的，所述距離確定模塊還包括：角度測量模塊，用于測量采集所述掃描圖像時的偏轉角度；所述第一圖像提取模塊，還用于根據采集所述掃描圖像時的偏轉角度、所述待掃描物體在所述掃描圖像中的輪廓區域，從所述掃描圖像序列中提取出所述第一圖像序列。

可選的，所述距離確定模塊包括：第二圖像提取模塊，用于對所述掃描圖像序列中的每一掃描圖像中的光斑信息進行分析，根據分析結果從所述掃描圖像序列提取出所述第一圖像序列，其中，所述第一圖像序列中每一第一圖像的光斑信息能夠滿足計算所述與所述待掃描物體之間的所述拍攝距離的需求。

本發明還提供一種三維掃描方法，包括：向待掃描物體發射光束，所述光束在所述待掃描物體上形成光斑；采集所述待掃描物體的掃描圖像序列；獲取所述掃描圖像序列中的第一圖像序列，并根據所述第一圖像序列中每一第一圖像的光斑信息，確定采集所述第一圖像時所述三維掃描裝置與所述待掃描物體之間的拍攝距離；根據所述第一圖像序列以及采集所述第一圖像時所述三維掃描裝置與所述待掃描物體之間的拍攝距離，確定所述待掃描物體的三維模型。