[發明專利]三維掃描方法和三維掃描設備在審

申請號：	202011145649.4	申請日：	2020-10-23
公開（公告）號：	CN112268525A	公開（公告）日：	2021-01-26
發明（設計）人：	杜華;董偉超;李仁舉	申請（專利權）人：	杭州天遠三維檢測技術有限公司
主分類號：	G01B11/25	分類號：	G01B11/25
代理公司：	北京開陽星知識產權代理有限公司 11710	代理人：	安偉
地址：	311258 浙江省杭***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	三維掃描方法設備
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【說明書】：

本公開涉及一種三維掃描設備和三維掃描方法，該三維掃描設備包括：至少兩個圖像采集傳感器，用于采集待測物體表面的圖像；雙目視覺測量計算器，用于對所述圖像中待測物體表面特征進行三維重建；全局誤差控制計算器，用于對所述圖像中待測物體表面特征進行計算；比例尺計算器，用于基于所述雙目視覺測量計算器和所述全局誤差控制計算器輸出的三維數據集，確定比例尺，以還原待測物體。本公開實施例提供的技術方案，將攝影測量和三維掃描一體化，無需編碼點和高成本且占用較大空間的比例尺實物，從而在可控制全局誤差的同時，降低整體解決方案的成本和復雜度，使得三維掃描設備的結構簡單，便于攜帶。

技術領域

本公開涉及三維掃描技術領域，尤其涉及一種三維掃描方法和三維掃描設備。

背景技術

光學三維掃描系統是常用的快速三維測量設備，在工業檢測領域，光學三維掃描正逐漸成為主流的檢測技術手段。工業光學三維掃描技術按掃描方式主要分兩大類：固定式三維掃描和手持式三維掃描。其中，固定式三維掃描的優點是面陣掃描，單幀掃描可得整個可見區域的三維數據，單次測量效率較高，測量精度較高；其缺點是固定式三維掃描設備通常笨重、使用不便捷及人工操作體驗不佳。手持式三維掃描的優點是操作靈活便捷，更加適用于各種形狀、尺寸的工件測量，特別是采用激光光源的手持式三維掃描設備還具有很好的復雜光照、材質、顏色等適應性。

隨著工業制造水平和品控需求的日益提升，三維掃描技術也在迅速發展，不斷提升掃描精度是該技術領域關注的焦點之一。目前已有的激光三維掃描設備在大部分小型工件掃描應用領域掃描精度相對可靠，但面向大型工件掃描時由于技術原理所限導致累積誤差較大，難以獨立完成掃描任務或滿足精度指標，通常需要搭配其它全局誤差控制測量設備，如攝影測量系統，即使用編碼點、標尺、標記點采用多視幾何原理獲取標記點構成的物體框架坐標以控制全局誤差，大幅增加了整體解決方案的成本和復雜度。

發明內容

為了解決上述技術問題或者至少部分地解決上述技術問題，本公開提供了一種三維掃描方法和三維掃描設備。

本公開提供了一種三維掃描設備，包括：

至少兩個圖像采集傳感器，用于采集待測物體表面的圖像；

雙目視覺測量計算器，用于對所述圖像中待測物體表面特征進行三維重建；

全局誤差控制計算器，用于對所述圖像中待測物體表面特征進行計算；

比例尺計算器，用于基于所述雙目視覺測量計算器和所述全局誤差控制計算器輸出的三維數據集，確定比例尺，以還原待測物體。

在一些實施例中：所述圖像采集傳感器用于在攝影測量階段，在第一工作距離下采集待測物體表面的圖像；

所述圖像采集傳感器還用于在三維掃描階段，在第二工作距離下采集待測物體表面的圖像；

其中，所述第二工作距離小于或等于所述第一工作距離。

在一些實施例中，所述雙目視覺測量計算器，用于在所述攝影測量階段，對采集到的圖像中的標記點進行三維重建，確定第一坐標集；以及用于在所述三維掃描階段，對采集到的圖像進行三維重建，確定第四坐標集及點云數據；

所述全局誤差控制計算器，用于在所述攝影測量階段，對采集到的圖像中的標記點進行攝影測量稀疏光束法平差計算，獲得第二坐標集。