[發(fā)明專利]三維掃描裝置及三維掃描方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610900072.0
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN106996752A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李東勛;鄭康勛
• 申請（專利權(quán)）人: 3D系統(tǒng)韓國株式會社
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司11290
• 代理人: 曹正建,陳桂香

1.一種三維掃描裝置，其特征在于，包括：

轉(zhuǎn)盤，用于支撐測定對象物，上述轉(zhuǎn)盤能夠以旋轉(zhuǎn)軸為中心進行360度的旋轉(zhuǎn)，使得上述測定對象物旋轉(zhuǎn)；

三維掃描儀，設(shè)置于從上述轉(zhuǎn)盤隔開規(guī)定距離的位置，上述三維掃描儀通過對上述轉(zhuǎn)盤上的測定對象物進行掃描來獲取上述測定對象物的三維掃描數(shù)據(jù)；以及

控制部，通過控制上述轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)及上述三維掃描儀的工作，來使上述轉(zhuǎn)盤進行360度的旋轉(zhuǎn)，并運行上述三維掃描儀以按上述轉(zhuǎn)盤的不同的旋轉(zhuǎn)角度來掃描上述測定對象物，通過對未被上述三維掃描儀所測定的上述測定對象物的未測定部分進行判別來對未測定部分進行追加測定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描裝置，其特征在于，上述控制部包括：

掃描數(shù)據(jù)合并部，用于對借助上述三維掃描儀獲取的上述測定對象物的多個三維掃描數(shù)據(jù)進行合并；

未測定部分判別部，以經(jīng)過上述掃描數(shù)據(jù)合并部合并的結(jié)果值為基礎(chǔ)來對上述測定對象物的未測定部分進行判別；以及

位置校正部，獲取上述三維掃描儀與上述轉(zhuǎn)盤之間的相對位置信息及上述轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)角度信息，調(diào)整對上述三維掃描儀的上述轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)角度以相對應(yīng)與從上述未測定部分判別部獲取的上述未測定部分。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維掃描裝置，其特征在于，上述未測定部分判別部在掃描數(shù)據(jù)中對經(jīng)過掃描的部分和未經(jīng)過掃描的未測定部分的邊界線進行判別，上述未測定部分判別部在經(jīng)過掃描的數(shù)據(jù)的三角形網(wǎng)格的三個邊中，將無相鄰三角形的邊判斷為上述邊界線。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維掃描裝置，其特征在于，

上述控制部還包括掃描方向判別部，上述掃描方向判別部從上述未測定部分的多個邊界線計算多個法線方向，并計算上述多個法線方向的平均方向，在將上述未測定部分的多個邊界線向上述平均方向投影于虛擬的掃描數(shù)據(jù)投影面后，對在上述掃描數(shù)據(jù)投影面上由多個邊界線構(gòu)成的面積進行計算，并將所計算出的面積設(shè)定為初始值，并一邊以上述轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)軸為中心來使未測定部分的掃描數(shù)據(jù)進行虛擬旋轉(zhuǎn)，一邊對在上述掃描數(shù)據(jù)投影面上使多個邊界線具有最大面積的方向進行計算，來將計算出的方向設(shè)定為掃描方向，

上述位置校正部使上述轉(zhuǎn)盤向由上述掃描方向判別部計算出的掃描方向旋轉(zhuǎn)，上述三維掃描儀在上述掃描方向?qū)y定對象物進行追加測定。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維掃描裝置，其特征在于，上述控制部還包括工作結(jié)束判別部，上述工作結(jié)束判別部將在追加測定前計算出的多個邊界線的投影面積和在追加測定后計算出的多個邊界線的投影面積的差異值與用戶所定義的設(shè)定值進行比較，來判別掃描工作是否結(jié)束。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維掃描裝置，其特征在于，

上述三維掃描儀為與機械臂相連接的移動式掃描儀，

上述位置校正部以由上述掃描方向判別部計算出的掃描方向為基礎(chǔ)對上述機械臂的位置進行校正。

7.一種三維掃描方法，其特征在于，包括：

步驟a)，在轉(zhuǎn)盤上放置測定對象物后，一邊使上述轉(zhuǎn)盤進行360度的旋轉(zhuǎn)，一邊利用三維掃描儀對上述測定對象物進行掃描來獲取三維掃描數(shù)據(jù)；

步驟b)，對從上述三維掃描儀獲取的上述測定對象物的三維掃描數(shù)據(jù)進行合并；

步驟c)，在經(jīng)過合并的掃描數(shù)據(jù)的結(jié)果值中，獲取出經(jīng)過掃描的部分和未經(jīng)過掃描的部分的邊界線來判別測定對象物的未測定部分；

步驟d)，調(diào)整對上述三維掃描儀的上述轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)角度以相對應(yīng)與上述測定對象物的未測定部分；以及

步驟e)，利用三維掃描儀對上述測定對象物進行追加掃描來獲取追加掃描數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維掃描方法，其特征在于，在上述步驟c)中，上述邊界線被定義為無相鄰三角形的邊在掃描數(shù)據(jù)的多個三角形網(wǎng)格的3個邊中，以上述邊界線為基準，不存在多個三角形網(wǎng)格的部分被判別為掃描數(shù)據(jù)的未測定部分。