[发明专利]一种三维扫描成像方法

说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种三维扫描成像方法。

背景技术

现有的三维成像装置存在成本较高，携带不方便和操作复杂；同时，现有的三维成像方法中，由于传感器具有一定的尺寸，所以在扫描测距时只能达到一定的分辨率，必须要求超声波传感器具有良好的线性，使用时要平置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三维扫描成像方法。

本发明所采用的技术方案是：一种三维扫描成像法，其特征在于以下步骤：

步骤1：建立三维坐标系，获取物体各个点的（X，Y，Z）坐标和颜色分布信息；

步骤2：将物体各个点的颜色信息和相应点的各个点的（X，Y，Z）坐标结合，得到物体的三维彩色图。

本发明操作方法简单，可以实现高精度的三维成像，而且本方法采用的组件都是比较常见的电子产品，因此造价便宜。

附图说明

图1：本发明实施例的流程图；

图2：本发明实施例中线传感器阵列结构示意图；

图3：本发明实施例中扫描区示意图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请见图1，本发明提供的一种三维扫描成像法，包括以下步骤：

步骤1：建立三维坐标系，获取物体各个点的（X，Y，Z）坐标和颜色分布信息；

步骤1.1：用摄像头正面照射物体获取物体各个点的（X，Y）坐标和颜色分布；

步骤1.2：用超声波传感器测出物体各个点到传感器的距离，然后减去坐标原点到传感器的距离得到各个点的 Z 坐标；

本实施首先将许多个尺寸较小的线性程度较高的超声波传感器（各个传感器发射和接受的超声波频率不同）安装在一条线段上，组成线传感器阵列，如图 2 所示；

用组装好的线传感器阵列旋转（以一定的角速度自动旋转）扫描物体，可以得到一个由多个圆组成的扫描区（每个传感器形成一个圆扫描区），如图 3 所示。当线传感器阵列的尺寸较小时扫描可以看成一个圆面。这样就可以获得物体各个点到线传感器阵列的距离，然后减去坐标原点到线传感器阵列的距离，就得到了点的 Z 坐标。而且根据旋转角度和传感器到旋转中心的距离可以确定物体的（X，Y）坐标；

步骤1.3：根据线传感器阵列旋转的角度和传感器到中心轴的距离，可以得到物体各个点相对于中心轴的（X，Y）坐标，这样就可以得到物体各个点相对于中心轴的（X，Y，Z）坐标。

多次扫描之后最后以一个基准点为坐标原点，把所得到的坐标全部换算成相对于坐标原点的(X，Y，Z)坐标。

步骤2：将物体各个点的颜色信息和相应点的各个点的（X，Y，Z）坐标结合，得到物体的三维彩色图。

具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：将摄像头获取的（X，Y）坐标和线传感器阵列获得的（X，Y，Z）缩小或放大到同等比例；

步骤2.2：把点的坐标(X，Y，Z)和坐标（X，Y）对应的颜色信息结合在形成一个三维彩色图像；

步骤2.3：多次扫描物体得到多个三维图形，再进行图像的拼接，最终得到完整的三维彩色图像。

本发明可以应用于三维物体的扫描成像并打印成形。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。