[發明專利]手持掃描儀、手持掃描儀點云拼接方法和裝置

有效

• 申請號: 201611099407.X
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106600531B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 白新平
• 申請（專利權）人: 深圳市維新登拓醫療科技有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

本發明公開了一種手持掃描儀、手持掃描儀點云拼接方法和裝置，該方法包括當檢測到掃描指令時，獲取手持掃描儀掃描的當前空間點云，并基于姿態傳感器獲取掃描頭的當前指向信息；將當前空間點云和當前指向信息關聯，并判斷當前空間點云是否為初始空間點云；若當前空間點云是初始空間點云，則將當前空間點云作為初始空間點云；若當前空間點云不是初始空間點云，則根據當前指向信息和初始空間點云的初始指向信息，對當前空間點云和初始空間點云進行拼接，拼接完成后的空間點云，作為初始空間點云。本發明避免在空間全角度范圍內進行遍例式、盲目地空間點云拼接嘗試，有效降低了空間點云拼接嘗試次數，縮短了三維掃描耗時長，提高了三維掃描效率。

技術領域

本發明涉及三維掃描技術領域，尤其涉及一種手持掃描儀、手持掃描儀點云拼接方法和裝置。

背景技術

隨著三維掃描技術的發展和研究，三維掃描儀的應用越來越廣泛，特別是近年來三維掃描儀應用于牙科的牙齒矯正和義齒塑造，由于人體牙齒對三維掃描的精度要求很高(主要用途是通過三維掃描生成義齒模型，以供工廠基于義齒模型進行義齒實體制作)，且對三維掃描的效率要求高(病人和醫生很難有足夠的耐心容忍三維掃描儀的反復掃描操作)。

但是，現有三維掃描技術中對于掃描所得的兩片空間點云的拼接(又稱配準)，是簡單基于傳統ICP(Iterative Closest Point，就近點搜索法)算法實現空間點云在360度的嘗試角度區間進行反復拼接嘗試，由于拼接嘗試的盲目性，造成迭代次數多、耗時長，無法滿足人們對三維掃描效率的要求。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種手持掃描儀、手持掃描儀點云拼接方法和裝置，旨在解決現有三維掃描耗時長、效率低的技術問題。

為實現上述目的，本發明實施例提供一種手持掃描儀，所述手持掃描儀包括：

掃描頭，用于掃描外設物體生成空間點云；

姿態傳感器，用于檢測所述掃描頭的指向信息；

控制器，與掃描頭和姿態傳感器電性鏈接，當控制器控制掃描頭掃描并生成空間點云時，同步控制姿態傳感器檢測所述掃描頭的指向信息。

可選地，所述手持掃描儀還包括與所述控制器電性連接的存儲器，存儲器關聯存儲掃描頭生成的空間點云和姿態傳感器同步檢測的掃描頭指向信息。

本發明還提供一種手持掃描儀點云拼接方法，所述手持掃描儀包括用于掃描物體形成空間點云的掃描頭，以及用于檢測手持掃描儀掃描頭指向信息的姿態傳感器，

所述手持掃描儀點云拼接方法包括：

當檢測到掃描指令時，獲取手持掃描儀掃描的當前空間點云，并基于姿態傳感器獲取所述掃描頭的當前指向信息；

將當前空間點云和當前指向信息關聯，并判斷當前空間點云是否為初始空間點云；

若當前空間點云是初始空間點云，則將當前空間點云作為初始空間點云；

若當前空間點云不是初始空間點云，則根據當前指向信息和初始空間點云的初始指向信息，對當前空間點云和初始空間點云進行拼接。

可選地，所述根據當前指向信息和初始空間點云的初始指向信息，對當前空間點云和初始空間點云進行拼接的步驟包括：

根據當前指向信息的位移信息和初始指向信息的位移信息，將當前空間點云與初始空間點云進行拼接位置對齊；

根據當前指向信息的角度信息和初始指向信息的角度信息，確定當前空間點云與初始空間點云進行拼接的嘗試角度區間；

基于ICP算法控制當前空間點云在嘗試角度區間內與初始空間點云進行拼接。