[发明专利]三维扫描装置及三维扫描方法

说明书

技术领域

本发明涉及一边使测定对象物旋转，一边利用三维扫描仪来对测定对象物的形状进行测定的三维扫描装置及三维扫描方法。

背景技术

通过测定实物来生成三维扫描数据的工作称作三维扫描(3D scanning)。通常，这种三维扫描为以如下方式进行的工作，即，在可旋转的转盘上放置测定对象物，并一边使转盘进行360度的旋转，一边利用三维扫描仪来扫描测定对象物，由此生成三维扫描数据。

在韩国公开专利公报第10-2014-0002270号中公开了三维扫描仪夹具装置，上述三维扫描仪夹具装置可用于固定汽车底盘部件，并一边使固定的底盘部件旋转，一边利用三维扫描仪来扫描汽车底盘部件。并且，在韩国授权专利第10-1477185号中公开了三维扫描平台及具有其的三维扫描装置，在上述三维扫描装置中，在扫描平台放置测定对象物，并一边使扫描平台旋转，一边利用扫描仪对测定对象物进行三维测定。

在上述现有文献的三维扫描方法执行如下的步骤，即，为了对测定对象物的整体形状进行测定，一边使测定对象物旋转，一边利用扫描仪来从多向获取测定数据，并整合这些数据。其中，当通过使测定对象物进行360度的旋转来扫描测定对象物时，为了获取测定对象物的完整的测定数据，需要以使测定对象物的旋转角度非常小的方式进行设置来从无数多个方向(角度)对测定对象物进行扫描。但是，在此情况下，由于测定出的数据量太多、且测定时间变长，因此，实际上无法获取测定对象物的完整的测定数据。

因此，若利用通常的三维扫描方法扫描测定对象物，则最终会发生未被测定的区域，因而工作人员需要在用肉眼确认测定结果后，在测定对象物中找出所要追加测定的部分，并进行追加测定。

发明内容

本发明用于解决上述问题，本发明的目的在于，提供无需对测定对象物进行额外的测定工作，并且既可缩短测定时间，又可进行精确测定的三维扫描方法。

为了实现上述目的，本发明提出三维扫描装置，上述三维扫描装置包括：转盘，用于支撑测定对象物，上述转盘能够以旋转轴为中心进行360度的旋转，使得上述测定对象物旋转；三维扫描仪，设置于从上述转盘隔开规定距离的位置，上述三维扫描仪通过对上述转盘上的测定对象物进行扫描来获取上述测定对象物的三维扫描数据；以及控制部，通过控制上述转盘的旋转及上述三维扫描仪的工作，来使上述转盘进行360度的旋转，运行上述三维扫描仪并以按上述转盘的不同的旋转角度来扫描上述测定对象物，通过对未被上述三维扫描仪所测定的上述测定对象物的未测定部分进行判别来对未测定部分进行追加测定。

优选地，本发明的特征在于，上述控制部包括：扫描数据合并部，用于对借助上述三维扫描仪获取的上述测定对象物的多个三维扫描数据进行合并；未测定部分判别部，以经过上述扫描数据合并部合并的结果值为基础来对上述测定对象物的未测定部分进行判别；以及位置校正部，获取上述三维扫描仪与上述转盘之间的相对位置信息及上述转盘的旋转角度信息，相对应调整对上述三维扫描仪的上述转盘的旋转角度以与从上述未测定部分判别部获取的上述未测定部分。

其中，本发明的特征在于，上述未测定部分判别部在扫描数据中对经过扫描的部分和未经过扫描的未测定部分的边界线进行判别，上述未测定部分判别部在经过扫描的数据的三角形网格的三个边中，将无相邻三角形的边判断为上述边界线。

优选地，本发明的特征在于，上述控制部还包括扫描方向判别部，上述扫描方向判别部从上述未测定部分的多个边界线计算多个法线方向，并计算上述多个法线方向的平均方向，在将上述未测定部分的多个边界线向上述平均方向投影与虚拟的扫描数据投影面后，对在上述扫描数据投影面上由多个边界线构成的面积进行计算，来将计算出的面积设定为初始值，并一边以上述转盘的旋转轴为中心来使未测定部分的扫描数据进行虚拟旋转，一边对在上述扫描数据投影面上使多个边界线具有最大面积的方向进行计算，来将计算出的方向设定为扫描方向，上述位置校正部使上述转盘向由上述扫描方向判别部计算出的扫描方向旋转，上述三维扫描仪在上述扫描方向对测定对象物进行追加测定。

并且，本发明的特征在于，上述控制部还包括工作结束判别部，上述工作结束判别部对在追加测定前计算出的多个边界线的投影面积和在追加测定后计算出的多个边界线的投影面积的差异值与用户所定义的设定值进行比较，来判别扫描工作是否结束。

额外地，本发明的特征在于，上述三维扫描仪为与机械臂相连接的移动式扫描仪，上述位置校正部以由上述扫描方向判别部计算出的扫描方向为基础对上述机械臂的位置进行校正。