[發(fā)明專利]三維掃描裝置、三維模型生成方法及應(yīng)用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711242294.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107816953A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林嘉恒;駱洪波;陳建;謝國(guó)希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州星天空信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24;G06T17/00;G06T19/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司44228
• 代理人: 張小黎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維掃描領(lǐng)域，特別涉及一種三維掃描裝置、三維模型生成方法及應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

當(dāng)今，對(duì)物體表面的三維測(cè)量，其本質(zhì)和目標(biāo)就是獲取表面各點(diǎn)的深度信息，按照實(shí)現(xiàn)方式的不同可以簡(jiǎn)單分為接觸式三維測(cè)量技術(shù)和非接觸式三維測(cè)量技術(shù)兩大類。

目前接觸式三維掃描的精度已經(jīng)可以達(dá)到微米級(jí)別，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性高，重復(fù)率好，但是接觸式三維掃描存在如下缺點(diǎn)：對(duì)柔軟物體表面有損耗，測(cè)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、需進(jìn)行探針半徑三維補(bǔ)償，且設(shè)備移動(dòng)不便、價(jià)格昂貴；

非接觸式三維掃描不需要與被測(cè)物體表面接觸，與接觸式三維掃描相比：保護(hù)了被測(cè)物體表面不會(huì)被造成破壞、測(cè)量速度快效率高、工作距離靈活可變，受環(huán)境影響較小。其中非接觸式三維掃描的一種方式就是廣泛使用激光、白色光、紅外線等的非接觸式主動(dòng)方式的掃描和利用立體圖像或多個(gè)圖片的非接觸被動(dòng)方式的掃描方式。

現(xiàn)有的圖片掃描方式大部分都利用50～130臺(tái)高價(jià)數(shù)碼單反相機(jī)(Digital Single Lens Reflex)，需要直徑約3m以上的較寬的空間，相比于三維圖片攝影棚的概念，更趨于三維圖片攝影館(三維照相館)的概念。而且，如此數(shù)量眾多的高價(jià)數(shù)碼單反相機(jī)費(fèi)用十分高昂，不適合一般中小企業(yè)或個(gè)人使用。因此，有必要設(shè)計(jì)一種平價(jià)且適合大范圍推廣使用的三維掃描裝置、三維模型生成方法及應(yīng)用方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種三維掃描裝置、三維模型生成方法及應(yīng)用方法，能夠以較少的相機(jī)和更低的價(jià)格，做出優(yōu)質(zhì)的模型，可以根據(jù)使用者的需求及特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，且便于推廣使用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明所提供的三維掃描裝置包括固定結(jié)構(gòu)、至少六個(gè)設(shè)置在所述固定結(jié)構(gòu)上的第一攝影單元、至少六個(gè)設(shè)置在所述固定結(jié)構(gòu)上的第二攝影單元、至少三個(gè)設(shè)置在所述固定結(jié)構(gòu)上的第三攝影單元、至少六個(gè)設(shè)置在所述固定結(jié)構(gòu)上的第四攝影單元、至少三個(gè)設(shè)置在所述固定結(jié)構(gòu)上的第五攝影單元及控制模塊；

其中，所有所述第一攝影單元穿過(guò)其鏡頭中心點(diǎn)的法線均處于同一平面中，記該平面為第一平面；任意兩個(gè)相鄰所述第一攝影單元的穿過(guò)其鏡頭的法線的夾角不大于30度；被攝體的中心點(diǎn)位于所述第一平面上；所述第二攝影單元設(shè)置于第一攝影單元的上方，所有所述第二攝影單元穿過(guò)其鏡頭中心點(diǎn)的法線均處于同一平面中，記該平面為第二平面，所述第二平面與所述第一平面的夾角為10-20度；任意兩個(gè)所述相鄰第二攝影單元的穿過(guò)其鏡頭的法線的夾角不大于30度；所有所述第三攝影單元設(shè)置于第二攝影單元的上方，所有所述第三攝影單元穿過(guò)其鏡頭中心點(diǎn)的法線均處于同一平面中，記該平面為第三平面，所述第三平面與所述第二平面的夾角為10-20度；所有所述第四攝影單元設(shè)置于第一攝影單元的下方，所有所述第四攝影單元穿過(guò)其鏡頭中心點(diǎn)的法線均處于同一平面中，記該平面為第四平面，所述第四平面與所述第一平面的夾角為-20度到-10度；任意兩個(gè)相鄰所述第四攝影單元的穿過(guò)其鏡頭的法線的夾角不大于30度；所有所述第五攝影單元設(shè)置于第四攝影單元的下方，所有所述第五攝影單元穿過(guò)其鏡頭中心點(diǎn)的法線均處于同一平面中，記該平面為第五平面，且所述第五平面與所述第四平面的夾角為-20度到-10度。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，任意兩個(gè)相鄰所述第三攝影單元穿過(guò)其鏡頭的法線的夾角為30-60度，任意兩個(gè)相鄰所述第五攝影單元穿過(guò)其鏡頭的法線的夾角為30-60度。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述固定結(jié)構(gòu)包括至少七個(gè)固定支柱，所述固定支柱從左到右分別包括第一固定支柱、第二固定支柱、第三固定支柱、第四固定支柱、第五固定支柱、第六固定支柱、第七固定支柱；所有所述第一攝影單元分別設(shè)置在所述第一固定支柱、所述第二固定支柱、所述第三固定支柱、所述第五固定支柱、所述第六固定支柱、所述第七固定支柱上，所有所述第二攝影單元分別設(shè)置在所述第一固定支柱、所述第二固定支柱、所述第三固定支柱、所述第五固定支柱、所述第六固定支柱、所述第七固定支柱上，三個(gè)所述第三攝影單元分別設(shè)置在所述第三固定支柱、所述第四固定支柱、所述第五固定支柱上，所有所述第四攝影單元分別設(shè)置在所述第一固定支柱、所述第二固定支柱、所述第三固定支柱、所述第五固定支柱、所述第六固定支柱、所述第七固定支柱上，三個(gè)所述第五攝影單元分別設(shè)置在所述第三固定支柱、所述第四固定支柱、所述第五固定支柱上。