[發(fā)明專利]三維掃描系統(tǒng)及三維掃描方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210516699.1
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN114627249B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳尚儉;葉炳;王兆隆;鄭俊;王江峰
• 申請（專利權(quán)）人: 思看科技（杭州）股份有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 杭州華進(jìn)聯(lián)浙知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33250
• 代理人: 方道杰

1.一種三維掃描系統(tǒng)，包括掃描裝置和與所述掃描裝置連接的建模終端，所述掃描裝置用于獲取掃描目標(biāo)的第一原始圖像數(shù)據(jù)，其特征在于，所述掃描裝置內(nèi)置第一現(xiàn)場可編程門陣列模塊，所述第一現(xiàn)場可編程門陣列模塊用于對所述第一原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行前置計(jì)算處理，以獲得有效的特征數(shù)據(jù)；

其中，所述第一現(xiàn)場可編程門陣列模塊包括第一特征處理單元，所述第一特征處理單元，用于對所述第一原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行特征識別，將識別得到的標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)和激光點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)作為有效的特征數(shù)據(jù)；所述特征識別包括標(biāo)記點(diǎn)識別和激光點(diǎn)識別；

其中，所述第一特征處理單元包括第一標(biāo)記點(diǎn)識別子單元和第一激光點(diǎn)識別子單元；

其中，第一標(biāo)記點(diǎn)識別子單元，用于對所述第一原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記點(diǎn)識別；具體的，所述對所述第一原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記點(diǎn)識別包括：使用一個(gè)算子去遍歷每一行的所述第一原始圖像數(shù)據(jù)，找出灰度梯度變化符合預(yù)設(shè)第一要求的位置坐標(biāo)，認(rèn)為符合預(yù)設(shè)第一要求的位置坐標(biāo)為圖像邊沿；將識別出的符合預(yù)設(shè)第二要求的各位置坐標(biāo)進(jìn)行二值化，對二值化后符合預(yù)設(shè)第二要求的各位置坐標(biāo)進(jìn)行孔洞填補(bǔ)和孤立點(diǎn)去除，并開始尋找連通域；尋找整幅所述第一原始圖像的連通域，并將連通域以坐標(biāo)形式輸出，得到有效的所述標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

其中，所述第一激光點(diǎn)識別子單元，用于對所述第一原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行激光點(diǎn)識別；具體的，所述對所述第一原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行激光點(diǎn)識別包括：使用算子進(jìn)行遍歷每一行的所述第一原始圖像數(shù)據(jù)，找出灰度梯度變化符合預(yù)設(shè)第二要求的位置坐標(biāo)，認(rèn)為為符合預(yù)設(shè)第二要求的位置坐標(biāo)為圖像邊沿；對符合預(yù)設(shè)第二要求的位置坐標(biāo)中的強(qiáng)邊緣進(jìn)行輸出，弱邊緣進(jìn)行強(qiáng)化后輸出，得到有效的所述激光點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

所述建模終端，基于所述特征數(shù)據(jù)進(jìn)行后置建模處理，以生成所述掃描目標(biāo)的三維模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述第一現(xiàn)場可編程門陣列模塊還包括與所述第一特征處理單元連接的第一圖像信號處理單元；

所述第一圖像信號處理單元，用于對所述第一原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像信號處理，以將經(jīng)過處理的所述第一原始圖像數(shù)據(jù)傳輸至所述第一特征處理單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述第一現(xiàn)場可編程門陣列模塊還包括第一提取單元；

所述第一提取單元，與所述第一特征處理單元連接，用于對所述第一原始圖像進(jìn)行特征識別的識別結(jié)果進(jìn)行亞像素提取。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描裝置還包括至少兩個(gè)第一采集模塊和傳輸模塊；

至少兩個(gè)所述第一采集模塊，均與所述第一現(xiàn)場可編程門陣列連接，用于對掃描目標(biāo)進(jìn)行掃描，以獲取所述掃描目標(biāo)的第一原始圖像數(shù)據(jù)，并將所述第一原始圖像數(shù)據(jù)傳輸至所述第一現(xiàn)場可編程門陣列；

所述傳輸模塊，與所述第一現(xiàn)場可編程門陣列連接，用于將所述第一現(xiàn)場可編程門陣列中有效的特征數(shù)據(jù)傳輸至所述建模終端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述第一現(xiàn)場可編程門陣列還包括第一同步單元；

所述第一同步單元，分別與至少兩個(gè)所述第一采集模塊連接，用于對接收的至少兩個(gè)所述第一采集模塊的所述第一原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分別計(jì)數(shù)，以使所述第一現(xiàn)場可編程門陣列對同一時(shí)間獲取的所述第一原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行同步前置計(jì)算處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，至少兩個(gè)所述第一采集模塊分別貼合于對應(yīng)的所述掃描裝置的鏡頭上，每個(gè)所述第一采集模塊至所述第一現(xiàn)場可編程門陣列的距離均不小于第一預(yù)設(shè)閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括跟蹤裝置；

所述跟蹤裝置，與所述建模終端連接，用于獲取跟蹤目標(biāo)的第二原始圖像數(shù)據(jù)；

所述跟蹤裝置內(nèi)置第二現(xiàn)場可編程門陣列模塊，所述第二現(xiàn)場可編程門陣列模塊用于對所述第二原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行前置計(jì)算處理，以獲得有效的特征數(shù)據(jù)。