[發明專利]一種用于三維掃描測量的輔助裝置

在審

• 申請號: 201711159222.8
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107990841A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 沙歐;呂源治;張洪宇;白晶;李冬寧
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 駱英靜,李海建

技術領域

本發明涉及三維掃描技術領域，尤其涉及一種用于三維掃描測量的輔助裝置。

背景技術

三維掃描儀是基于三角測量技術測量物體表面點云并通過曲面重構生成物體表面輪廓模型的測量設備。目前，三維掃描設備已應用到工業測量、工業設計、藝術設計、考古、醫學等諸多領域，實現了諸多種類被測物的幾何外形測量。其中，手持式三維掃描設備因其便于攜帶應用更為廣泛。

使用手持式三維掃描儀進行測量前，首先需要在被測物體表面粘貼標志點使得三維掃描設備的雙目相機能夠捕獲到標志點，并進行識別與匹配，這是測量的前提條件。在測量時，雙目相機同時拍攝一對具有固定視差的圖片，根據雙目相機的間距和夾角完成一組圖像元的重構，當三維掃描儀繞被測物運動一個小的位移后完成下一組圖像元的重構，兩組圖像元以共同的標志點作為定位坐標完成相鄰圖像元的拼接融合，進而通過三維掃描儀環繞被測物運動完成整個被測物外形的掃描。然而，當被測物體具有復雜的幾何外形時，當三維掃描儀運動到某一位置，由于缺少可識別的標志點，僅僅在物體表面粘貼標志點三維掃描儀也難以實現空間360°的定位及匹配，容易造成掃描數據中斷，被測物表面各部分無法進行匹配，導致測量失敗(例如薄片結構的物體，當三維掃描儀運動到與物體共面的位置時，其雙目相機無法捕獲到足夠數量的標志點，從而無法匹配圖像元，導致掃描失敗)。即便可以通過不斷嘗試貼點位置使得三維掃描儀能夠在空間360°識別并匹配標志點時，這也會使測量時間大大增加，影響三維掃描儀的易用性。進一步說，在被測物表面粘貼過多標志點會遮擋被測物細節輪廓，影響測量速度和精度。

因此，如何在掃描一些形狀特殊的物體時提高測量速度和精度，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種用于三維掃描測量的輔助裝置，在掃描一些形狀特殊的物體時，以提高測量速度和精度。

一種用于三維掃描測量的輔助裝置，包括：

支撐座，所述支撐座的上表面設置有用于支撐被測物的支撐部件，所述支撐座的側面設置有標志點；以及設置在所述支撐座的下方的轉臺，所述支撐座相對于所述轉臺旋轉。

優選地，在上述輔助裝置中，所述支撐座為具有拔模斜度的臺體，所述支撐座的下表面的面積大于所述支撐座的上表面的面積。

優選地，在上述輔助裝置中，所述支撐座的上表面邊緣和所述支撐座的下表面邊緣均為封閉的圓滑曲線，所述支撐座的側面為平滑曲面。

優選地，在上述輔助裝置中，所述支撐座的上表面與被測物的下表面相貼合。

優選地，在上述輔助裝置中，所述支撐座的上表面設置有多個用于安裝支撐部件的安裝孔。

優選地，在上述輔助裝置中，所述安裝孔呈陣列布置。

優選地，在上述輔助裝置中，所述安裝孔與所述支撐部件通過緊固螺釘相配合。

優選地，在上述輔助裝置中，所述轉臺與所述支撐座之間還設置有轉盤，所述轉盤可轉動的設置在所述轉臺上，所述支撐座安放在所述轉盤上。

優選地，在上述輔助裝置中，所述輔助裝置的反光率高于被測物。

從上述技術方案可以看出，將本發明向特殊外形的被測物的進行三維掃描測量時，首先需要結合被測物的外形選擇合適的掃描角度，將被測物按照此角度固定于支撐座上，用支撐部件固聯，由此保證該輔助裝置上的標志點與被測物上的標志點位置相對固定。在掃描測量時，先按照常規方式掃描被測物的一個面，然后緩慢轉動該輔助裝置的轉臺，向相鄰位置表面逐步推進掃描。當推進到某個位置出現標志點匹配失敗時，表示該位置的標志點不能夠滿足前后相鄰位置圖像元的匹配關系，則需使用該輔助裝置進行過渡。又因為粘貼在被測物和支撐座上的標志點相對固定，三維掃描儀先向下掃描過渡到支撐座(即輔助裝置上粘貼標志點的位置)，繼續向同一方向轉動轉臺，輔助裝置和被測物同步轉動，三維掃描儀掃描到支撐座上對應被測物無法過渡的位置時，抬起三維掃描儀向上繼續掃描。由于有了支撐座上的標志點作為過渡的“橋梁”，三維掃描儀可以較容易的通過上述難以過渡的區域。

該輔助裝置能夠實現被測物表面各部分的良好過渡。而且，相對于不使用該輔助裝置時，需要將所需標志點全部粘貼在被測物表面的方案相比，使用該輔助裝置減少了在被測物體表面粘貼標志點的數目，這減少了測量前準備時間，提高了測量速度。此外，粘貼在被測物表面的標志點本身為平面的貼片，在三維掃描測量時，對被測物局部表面有遮擋，減少在被測物表面貼點數目，也提高了測量的精度。此外，利用輔助裝置可以將被測物按照最合理的方向擺放，便于掃描人員操作。

附圖說明