[發明專利]一種機器人三維掃描系統及方法

有效

• 申請號: 201810083964.5
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108340405B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 李新福
• 申請（專利權）人: 廣東康云多維視覺智能科技有限公司
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;G06T17/00;B25J9/16
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種機器人三維掃描系統及方法，系統包括數據庫、一個或多個相機、深度傳感器以及處理器；方法包括：拍攝得到對象的至少一個用于掃描的圖像；創建對象的點云數據；將拍攝得到的至少一個圖像與所述數據庫中預先存儲的多個3D掃描圖像進行匹配，生成3D掃描圖像；其中，若匹配得到的匹配圖像與數據庫中預先存儲的至少一個可用的3D掃描圖像相對應時，則通過匹配得到的匹配圖像來生成3D掃描圖像；反之，則將拍攝得到的至少一個圖像與點云數據進行合并以及處理，生成3D掃描圖像。本發明大大降低了掃描時間并提高了掃描效率，另外，本發明提高了3D掃描圖像的準確率和對象的渲染質量，可廣泛應用于成像和掃描技術領域。

技術領域

本發明涉及成像和掃描技術領域，尤其是一種機器人三維掃描系統及方法。

背景技術

三維(3D)掃描儀是一種能夠對環境或真實世界對象進行分析的裝置，其一般用于收集與形狀和外觀相關的數據，例如顏色、高度、長度和寬度等。通過3D掃描儀收集到的數據可以用來構建三維數字模型。通常，三維激光掃描儀會通過對對象表面的掃描，生成相應的點云數據。另外，3D激光掃描儀獲取的物理對象的精確大小和形狀數據，通常會以三維數據的形式進行存儲并用于進一步的計算。3D激光掃描儀通過在整個視場內發射激光束來測量水平角度，發射出去的激光束無論在何時照射到反射表面，其都會反射回3D激光掃描儀。

現有的3D掃描儀或3D掃描系統具有很多缺陷。例如：1)、現有的3D掃描系統需要用戶拍攝大量的圖片才能實現360度的觀看；2)、現有的3D掃描儀需要花費較多的時間來進行錄像或拍攝照片；3)、現有的3D掃描系統需要花費較多的時間對大量的圖片(或映像)進行拼接，同理，此系統還需要花費較多的時間對圖片進行處理；4)、由于圖片的數量較大，最終得到的掃描圖片會占用大量的存儲空間，硬件成本較大；5)、現有的3D掃描儀需要用戶進行手動拍攝，增加了用戶對對象和環境的掃描工作量，效率低；6)、現有的3D掃描儀無法對點云數據和圖像數據進行實時合并；7)、現有的3D掃描系統只能向用戶呈現最終得到的產品，但是無法向用戶呈現產品形成的中間過程；8)、在現有3D掃描系統中，處理器一般需要在實驗室中才能對對象進行渲染、優化等后續處理，不夠實時。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的第一目的在于：提供一種無需任何人工干預、能夠自動掃描且主要基于三維掃描的，用于對對象進行三維掃描的機器人系統和自動掃描方法，所述對象包括對稱對象和不對稱對象中的至少一個。

本發明的第二目的在于：提供一種機器人三維掃描系統和自動掃描方法，用于將掃描得到的圖像與預先存儲的3D掃描圖像進行匹配，進而對掃描對象進行實時渲染或優化等后續處理。

本發明的第三目的在于：提供一種利用預先存儲的圖像數據來生成對象的3D掃描圖像的機器人3D掃描系統。

本發明的第四目的在于：提供一種機器人3D掃描系統，用于通過使用預先存儲的3D掃描圖像數據來節省對對象進行3D掃描的時間。

本發明所采取的第一技術方案是：

一種機器人三維掃描系統，包括：

數據庫，用于對多個3D掃描圖像進行預先存儲；

一個或多個相機，用于對對象進行拍攝，得到至少一個用于掃描的圖像；

深度傳感器，用于創建對象的點云數據；

處理器，用于將拍攝得到的至少一個圖像與所述數據庫中預先存儲的多個3D掃描圖像進行匹配，根據匹配得到的匹配圖像來生成3D掃描圖像，其中，所述匹配圖像與數據庫中預先存儲的至少一個可用的3D掃描圖像相對應；或者，處理器，用于將拍攝得到的至少一個圖像與點云數據進行合并以及處理，生成3D掃描圖像；

其中，所述生成的3D掃描圖像存儲在所述數據庫中。

進一步，還包括：