[发明专利]手持扫描仪、手持扫描仪点云拼接方法和装置

说明书

本发明公开了一种手持扫描仪、手持扫描仪点云拼接方法和装置，该方法包括当检测到扫描指令时，获取手持扫描仪扫描的当前空间点云，并基于姿态传感器获取扫描头的当前指向信息；将当前空间点云和当前指向信息关联，并判断当前空间点云是否为初始空间点云；若当前空间点云是初始空间点云，则将当前空间点云作为初始空间点云；若当前空间点云不是初始空间点云，则根据当前指向信息和初始空间点云的初始指向信息，对当前空间点云和初始空间点云进行拼接，拼接完成后的空间点云，作为初始空间点云。本发明避免在空间全角度范围内进行遍例式、盲目地空间点云拼接尝试，有效降低了空间点云拼接尝试次数，缩短了三维扫描耗时长，提高了三维扫描效率。

技术领域

本发明涉及三维扫描技术领域，尤其涉及一种手持扫描仪、手持扫描仪点云拼接方法和装置。

背景技术

随着三维扫描技术的发展和研究，三维扫描仪的应用越来越广泛，特别是近年来三维扫描仪应用于牙科的牙齿矫正和义齿塑造，由于人体牙齿对三维扫描的精度要求很高(主要用途是通过三维扫描生成义齿模型，以供工厂基于义齿模型进行义齿实体制作)，且对三维扫描的效率要求高(病人和医生很难有足够的耐心容忍三维扫描仪的反复扫描操作)。

但是，现有三维扫描技术中对于扫描所得的两片空间点云的拼接(又称配准)，是简单基于传统ICP(Iterative Closest Point，就近点搜索法)算法实现空间点云在360度的尝试角度区间进行反复拼接尝试，由于拼接尝试的盲目性，造成迭代次数多、耗时长，无法满足人们对三维扫描效率的要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种手持扫描仪、手持扫描仪点云拼接方法和装置，旨在解决现有三维扫描耗时长、效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种手持扫描仪，所述手持扫描仪包括：

扫描头，用于扫描外设物体生成空间点云；

姿态传感器，用于检测所述扫描头的指向信息；

控制器，与扫描头和姿态传感器电性链接，当控制器控制扫描头扫描并生成空间点云时，同步控制姿态传感器检测所述扫描头的指向信息。

可选地，所述手持扫描仪还包括与所述控制器电性连接的存储器，存储器关联存储扫描头生成的空间点云和姿态传感器同步检测的扫描头指向信息。

本发明还提供一种手持扫描仪点云拼接方法，所述手持扫描仪包括用于扫描物体形成空间点云的扫描头，以及用于检测手持扫描仪扫描头指向信息的姿态传感器，

所述手持扫描仪点云拼接方法包括：

当检测到扫描指令时，获取手持扫描仪扫描的当前空间点云，并基于姿态传感器获取所述扫描头的当前指向信息；

将当前空间点云和当前指向信息关联，并判断当前空间点云是否为初始空间点云；

若当前空间点云是初始空间点云，则将当前空间点云作为初始空间点云；

若当前空间点云不是初始空间点云，则根据当前指向信息和初始空间点云的初始指向信息，对当前空间点云和初始空间点云进行拼接。

可选地，所述根据当前指向信息和初始空间点云的初始指向信息，对当前空间点云和初始空间点云进行拼接的步骤包括：

根据当前指向信息的位移信息和初始指向信息的位移信息，将当前空间点云与初始空间点云进行拼接位置对齐；

根据当前指向信息的角度信息和初始指向信息的角度信息，确定当前空间点云与初始空间点云进行拼接的尝试角度区间；

基于ICP算法控制当前空间点云在尝试角度区间内与初始空间点云进行拼接。