[發明專利]三維模型構建方法及其系統

在審

• 申請號: 201711343858.8
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN109840944A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 顏伯甫;黃鐘儀;林尚一;林港洲;劉通發;鄭詠成
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 呂雁葭

本發明提供了一種三維模型構建方法，包括：對被測物體進行360度三維掃描，以取得對被測物體的多個不同掃描區域的區域掃描數據；迭合各區域掃描數據成360度三維掃描數據；依據360度三維掃描數據，在數據庫單元中搜尋形變模型數據；比對360度三維掃描數據，對形變模型數據進行非線性對準與形變處理，以構建補償模板三維模型數據；以及依據補償模板三維模型數據，填補360度三維掃描數據的至少一未知區域。此外，本發明還提供了一種三維模型構建系統。

技術領域

本發明涉及一種三維模型構建方法及其系統。

背景技術

隨著科技的進步，以往的二維(2D)掃描及打印已無法滿足使用者的需求，而積層制造(Additive Manufacturing，AM)技術陸續被應用在各類產品的打樣與生產制造上，使得積層制造技術改變現有的生產制造面貌。積層制造技術可以將立體對象通過掃描分析以產生對應的三維實體幾何模型，之后，通過三維對象構建設備可以產出與立體對象相同或近似的三維對象。

就上述積層制造的步驟來說，目前雖然可以通過掃描技術產生三維實體幾何模型，但在掃描后時常會有部分三維影像數據產生破損破洞或被遮蔽的部分，導致無法取得完整的三維實體幾何模型，進而影響后續積層制造技術產出的三維對象的型態。

因此，如何改良并能提供一種三維模型構建方法及其系統來避免上述技術問題，是業界所亟待解決的課題。

發明內容

本發明提供一種三維模型構建方法及其系統，可以針對三維掃描數據產生破損破洞或被遮蔽的部分進行補洞或再生，使三維模型的構建更精確與完整。

本發明的一實施例提出一種三維模型構建方法，包括：對一被測物體進行360度三維掃描，以取得對被測物體的多個不同掃描區域的區域掃描數據；迭合各區域掃描數據成一360度三維掃描數據，其中，360度三維掃描數據包括待測物體的三維空間坐標數據、曲率數據及掃描區域數據；依據360度三維掃描數據，在一數據庫單元中搜尋一形變模型數據；比對360度三維掃描數據，對形變模型數據進行迭合與形變處理，以構建一補償模板三維模型數據；以及依據補償模板三維模型數據，填補360度三維掃描數據的至少一未知區域。

本發明的一實施例提出一種三維模型構建系統，包括一三維數據取像單元、一數據庫單元以及一三維模型構建單元。三維數據取像單元用以輸出一360度三維掃描數據，其中360度三維掃描數據包括待測物體的三維空間坐標數據、曲率數據及掃描區域數據。數據庫單元耦接于三維數據取像單元，數據庫單元用以存取多個不同形態的三維模型數據。三維模型構建單元耦接于數據庫單元與三維數據取像單元，三維模型構建單元依據360度三維掃描數據，由數據庫單元中構建一補償模板三維模型數據，并且，三維模型構建單元依據補償模板三維模型數據，填補360度三維掃描數據的至少一未知區域，各未知區域包含至少一無邊界范圍的開放區域。

基于上述，在本發明提出的三維模型構建方法與三維模型構建系統中，通過配置三維數據取像單元形成的硬件架構，讓掃描測頭模塊具有校正后的轉換坐標數據，以提升360度三維掃描數據的完整性與精確性，通過360度三維掃描數據來提升后續進行特征點比對對準，進而提升填補的效率。

本發明并非主要是通過具有邊界范圍的探測方式進行補洞，本發明是經機器學習(Machine Learning)在數據庫單元找尋比對出與待測物體近似的形變模型數據，接著利用線性方法或/及非線性方法將形變模型數據與360度三維掃描數據兩者進行對準，使形變模型數據產生形變以形成補償模板三維模型數據，所述補償模板三維模型數據為一完整型態且近似待測物體的數據，故可以依據補償模板三維模型數據，來填補360度三維掃描數據中的因被遮蔽產生的無邊界范圍的開放區域，換言之，本發明不僅能對有邊界范圍的破洞區域進行補洞，更能對無邊界范圍的開放區域進行再生，使三維模型的構建更精確與完整。

為讓本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。

附圖說明