[發明專利]一種三維掃描系統及方法

有效

• 申請號: 201810552440.6
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108805976B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 鄭順義;王曉南;成劍華;劉慶龍;朱鋒博
• 申請（專利權）人: 武漢中觀自動化科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;陳璐

本發明涉及一種三維掃描系統及方法，其系統包括跟蹤設備、掃描儀和處理器，掃描儀表面設置有多個參考標志點；跟蹤設備獲取其視場范圍內的參考標志點的第一坐標；掃描儀對目標物體進行掃描，獲取在目標物體表面形成的掃描點的第二坐標；處理器獲取參考標志點的第二坐標，還根據參考標志點的第一坐標、參考標志點的第二坐標和掃描點的第二坐標在第一坐標系中構建目標物體表面，生成目標物體的三維模型。本發明通過分別獲取參考反光點的第一坐標和掃描點的第二坐標，根據參考反光點的第一坐標和掃描點的第二坐標得到掃描點的第一坐標，即可在第一坐標系中構建目標物體的表面，從而生成目標物體三維模型，掃描精度高，方便快捷，且工作空間可擴展。

技術領域

本發明涉及光學掃描技術領域，尤其涉及一種三維掃描系統及方法。

背景技術

3D激光掃描儀已經能夠便捷地解決大部分無須物體表面紋理的高精測量工作，但是其必須在待測物體表面粘貼一定數量、分布均勻的反光標志點用于掃描中的幀拼接，而粘貼反光標志點過程繁瑣，需要花費大量時間，加大了掃描測量的工作量，也不適用于不允許在表面粘貼標志點的高精度設備和文物等高價值物品。

現有技術中的白光掃描儀在掃描過程中無需在待測物體表面粘粘標志點用于影像定位定姿，其利用投影的隨機編碼圖案的實現掃描中的幀拼接(影像定姿定位)，且可以完成帶紋理的物體表面重建。但由于其算法機制原因，精度無法滿足精密量測的需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種三維掃描系統及方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種三維掃描系統，包括跟蹤設備、掃描儀和處理器，所述掃描儀表面設置有至少四個參考標志點；

所述跟蹤設備用于獲取其視場范圍內的所述參考標志點在第一坐標系的坐標；

所述掃描儀用于對目標物體進行掃描，獲取在目標物體表面形成的掃描點在第二坐標系的坐標；

所述處理器用于獲取所述參考標志點在第二坐標系的坐標，并根據所述參考標志點在第一坐標系的坐標、參考標志點在第二坐標系的坐標和掃描點在第二坐標系的坐標在第一坐標系中構建目標物體表面，生成目標物體的三維模型；

其中，所述第一坐標系為以所述跟蹤設備為中心構建的三維坐標系，所述第二坐標系為以所述掃描儀為中心構建的三維坐標系。

本發明的有益效果是：本發明的三維掃描系統，利用跟蹤設備和掃描儀分別獲取球體掃描儀表面參考反光點在第一坐標系的坐標和在目標物體表面形成的掃描點在第二坐標系的坐標，然后根據參考反光點在第一坐標系的坐標和掃描點在第二坐標系的坐標精確計算出掃描點在第一坐標系的坐標，即可在第一坐標系中準確地模擬構建目標物體的表面，從而生成目標物體三維模型，掃描精度高，方便快捷，且工作空間可擴展。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

進一步：所述跟蹤設備獲取所述參考標志點在第一坐標系的坐標的的具體實現為：

對所述跟蹤設備進行校準，獲取所述跟蹤設備的參數信息；

根據所述跟蹤設備的參數信息獲取所述參考標志點在第一坐標系的坐標；

所述處理器獲取所述參考標志點在第二坐標系的坐標的具體實現為：

對所述掃描儀進行標定，獲取所述掃描儀的參數信息；

根據所述掃描儀的參數信息計算所述參考標志點在第二坐標系的坐標。