[发明专利]具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及三维扫描领域，特别涉及一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用。

背景技术

目前，通过扫描物体而获取与物体相关的三维数据的技术在工业设计、逆向工程、机器人引导、医学生物以及消费娱乐等各个领域都开始应用，并且具有广阔的市场前景。随着技术的进步，这些领域对于三维数据的获取的速度和精度都提出了更为苛刻的要求。

三维数据的获取是通过三维扫描设备实现的，现阶段最常见的是非接触式的三维扫描设备，其实际上是一种激光测量设备，这种非接触式的三维扫描设备的工作原理是向物体投射激光，然后通过分析其获取的被物体的表面反射的激光的方式获取物体的外部特征，从而进一步得到物体的三维数据。然而，现阶段的非接触式三维扫描设备的结构比较复杂，导致其可靠性比较低，尤其是在获取物体的三维数据的过程中，需要向产品喷涂用于帮助获取其外部特征的物质，这导致这种非接触式的三维扫描设备的适用范围比较窄。更为重要的是，这种非接触式的三维扫描设备无法精确地获取处于运动状态的三维数据。另外，目前市场上也开始出现了一种双目类的三维扫描设备，其提供两个摄像头，以通过分析各个摄像头在不同的位置拍摄的物体的图像的方式获取物体的三维数据，然而，这种方式获取的物体的三维数据的精度比较低，而且其结构复杂，便携性能低，尤其是在其被应用的过程中，当场景内的特征比较少时，往往会出现获取的三维数据失效的情况，可靠性比较低。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用，其中所述三维扫描系统在被应用于复杂的场景或者物体时，其获取的场景或者物体 的三维数据的精度能够被大幅度的提升。

本发明的一个目的在于提供一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用，其中所述三维扫描系统包括一红外摄像模组、一彩色红外摄像模组以及一散斑投射器，所述散斑投射器能够在所述红外摄像模组和所述彩色红外摄像模组获取场景或者物体的图像时向场景或者物体投射红外光作为补充光线，通过这样的方式，能够提高所述三维扫描系统获取的场景或者物体的三维数据的精度。

本发明的一个目的在于提供一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用，其中所述红外摄像模组、所述彩色红外摄像模组和所述散斑投射器通过帧同步信号的方式进行连接，以提高所述三维扫描系统的所述红外摄像模组、所述彩色红外摄像模组和所述散斑投射器的同步性和可靠性。

本发明的一个目的在于提供一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用，其中通过所述彩色红外摄像模组获取的场景或者物体的RGBIR图像中的IR图像和所述红外摄像模组获取的场景或者物体的IR图像能够获得场景或者物体的灰度三维数据。

本发明的一个目的在于提供一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用，其中通过所述彩色红外摄像模组获取的场景或者物体的所述RGBIR图像中的RGB图像能够获得场景或者物体的色差特征和纹理特征中的至少一个，并能够将其赋予灰度三维数据，从而所述三维扫描系统能够获得场景或者物体的彩色三维数据。

本发明的一个目的在于提供一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用，其中所述三维扫描系统具有成本低、体积小、功耗低的优势，从而使得所述三维扫描系统适于大规模的推广和普及。

本发明的一个目的在于提供一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用，其中所述三维扫描系统包括一主体部，所述红外摄像模组、所述彩色红外摄像模组和所述散斑投射器被设置和集成到所述主体部。

本发明的一个目的在于提供一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用，其中所述三维扫描系统还包括一支撑部，所述主体部可拆卸地安装于所述支撑部，所述支撑部能够将所述主体部支撑至预设位置和预设高度，并且在不平整的平面上，所述支撑部也能够使所述主体部保持在较佳的使用状态。

本发明的一个目的在于提供一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用，其中基于在至少两个角度获取的场景或者物体的所述IR图像，能够获得场景或者 物体的灰度三维数据。

本发明的一个目的在于提供一具有散斑投射器的三维扫描系统及其应用，其中基于在一个角度获取的场景或者物体的所述RGB图像，能够获得场景或者物体的色彩特征和纹理特征中的至少一个，并且所述RGB图像携带的场景或者物体的特征能够在后续被赋予灰度三维数据，从而形成彩色三维数据。