[实用新型]分时三维扫描系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三维扫描系统，尤其涉及一种分时三维扫描系统。

背景技术

目前，通过三维扫描获得口腔内部的三维数字化模型(或称为口内数字化印模)的技术路线主要包括口外扫描和口内扫描两种。口外扫描主要有两种方法：扫描阳模(例如，翻印的石膏等材质制作的阳模)和扫描印模(例如，硅胶等材质制作的印模)。扫描石膏阳模的方法需要医生先获取患者牙列的硅胶印模(阴模)，再对硅胶印模灌注石膏等材料，获得牙列的石膏阳模，最后通过三维扫描设备扫描该阳模，获得牙列的数字化印模。扫描硅胶印模的方法直接通过三维扫描设备扫描患者牙列的硅胶印模，不需要翻制石膏阳模，简化了医生的操作过程。口内扫描通常采用手持式三维扫描设备，直接扫描患者的口腔，获得牙列的三维数字化模型，不需要获取患者牙列的硅胶印模。

口内扫描和口外扫描中通常采用结构光(Structured Light)技术。如图1所示，根据几何形态，结构光可以分为点阵结构光(例如，图1-A所示)、网格结构光(例如，图1-B所示)、条纹结构光等。条纹结构光在口内扫描和口外扫描中均有广泛应用，根据编码方式的不同，条纹结构光包括空间域编码的条纹结构光(例如，图1-C所示)、时间域编码的条纹结构光(例如，图1-D所示)，以及空间域-时间域混合编码的结构光(例如，图1-E所示)等。需要指出的是，图1所示的内容主要用于理解结构光的不同几何形态及其差别，并不意味着结构光仅仅具有图1所示的几何形态，即不意味着点阵结构光只具有图1-A所示的几何形态，网络结构光只具有图1-B所示的几何形态，空间域编码的条纹结构光只具有图1-C所示的几何形态，时间域编码的条纹结构光只具有图1-D编码的几何形态，空间域-时间域混合编码的结构光只具有图1-E所示的几何形态。

当使用条纹结构光进行三维扫描时，当被扫描物体表面存在相对锐利的台阶面结构(例如，备牙颈缘部分)时，如果条纹结构光的方向与该台阶面结构的方向平行，则无法通过三维扫描获得该台阶面结构的精确的三维数字化模型，其中条纹结构光的方向为条纹结构光的条纹所在的直线方向，台阶面结构可以是直角台阶面结构，也可以是弧度台阶面结构，不管哪种台阶面结构，台阶面结构的方向均为台阶面结构的切面(如图2所示)方向。为此，需要调整被扫描物体、三维扫描设备的投影装置和/或三维扫描设备的图像获取装置之间的位置关系，使得条纹结构光的条纹方向与台阶面结构的方向形成一定的角度(最优角度为相互垂直)，从而获得台阶面结构的精确的三维数字化模型。但是，位置关系的调整将影响三维扫描的效率，提升三维扫描操作的复杂性。

发明内容

为克服上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种分时三维扫描系统，包括：第一图像获取装置、第二图像获取装置、投影装置、时序控制电路，其中，时序控制电路与第一图像获取装置、第二图像获取装置和投影装置通信连接。

第一图像获取装置用于在第一时间内获取第一图像数据。

第二图像获取装置用于在第二时间内获取第二图像数据。

投影装置用于在第一时间内投射第一条纹结构光，以及在第二时间内投射第二条纹结构光。

在第一时间内，时序控制电路控制投影装置投射第一条纹结构光，并且控制(例如同步控制)第一图像获取装置获取第一图像数据；在第二时间内，时序控制电路控制投影装置投射第二条纹结构光，并且控制(例如同步控制)第二图像获取装置获取第二图像数据。

第一、第二图像分别为第一、第二条纹结构光被投射到被测物体上的图像。

第一基线与第一条纹结构光的条纹方向垂直，其中第一基线为第一图像获取装置与投影装置的光心连线；第二基线与第二条纹结构光的条纹方向垂直，其中第二基线为第二图像获取装置与投影装置的光心连线。

第一条纹结构光的条纹方向和第二条纹结构光的条纹方向之间存在角度。

进一步的，第一条纹结构光的条纹方向和第二条纹结构光的条纹方向之间的角度大于等于30度，优选的大于等于60度，最优选的，角度为90度。

进一步的，分时三维扫描系统根据第一图像数据和第二图像数据获得被测物体的三维数字化模型；或者三维分时扫描系统判断第一图像数据或第二图像数据能否满足重建被测物体的三维数字化模型的条件，如果能够满足，则根据第一图像数据或第二图像数据重建被测物体的三维数字化模型，如果不能够满足，则根据第一图像数据和第二图像数据重建被测物体的三维数字化模型。