[发明专利]机器人三维扫描系统和扫描方法

说明书

本发明公开了一种机器人三维扫描系统和扫描方法，系统包括：处理器，用于确定拍摄对象的一张或多张照片的精确位置；运动控制模块，包含有至少一个轮子，用于控制所述轮子从当前位置移动到处理器确定的精确位置，以逐张拍摄对象的一张或多张照片；一个或多个摄像机，用于拍摄对象的一张或多张照片以进行扫描；深度传感器，用于创建对象的点云，其中所述处理器还用于将拍摄对象的一张或多张照片与点云进行合并和处理，以生成对象渲染后的图像；自学习模块，用于实时自主查看和自主检查对象渲染后的图像的扫描质量。本发明扫描效率高，成本低，实时性好，扫描质量高，可广泛应用于成像和扫描技术领域。

技术领域

本发明涉及成像和扫描技术领域，尤其是一种用于生成多个对象和/或环境的3D扫描图像的机器人三维扫描系统和扫描方法。

背景技术

三维扫描仪是一种科学仪器，用来侦测并分析环境或现实世界中物体的形状(几何构造，如高度、长度、宽度等)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。三维扫描仪搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的三维数字模型。通常，三维激光扫描仪会创建物体表面的点云数据。此外，在三维扫描过程中，三维扫描仪会捕捉实体对象的实际大小和形状数据并将其以三维数字的形式进行存储。以三维数字的形式存储的数据可以用于进一步的计算。三维激光扫描仪通过在整个视场内发射激光束来测量水平角度。无论何时激光束照射到反射表面，其都会反射回三维激光扫描仪的方向。以TOF三维激光扫描仪例，其以点云形式提供扫描物体表面的三维数据的工作原理为：根据内部精密的测量系统提供发射出去的激光光束的水平方向角度和垂直方向角度；由脉冲激光发射到反射被接收的时间计算得到仪器到物体扫描点的距离值；根据提供的扫描反射接收的激光强度，对物体扫描点进行颜色灰度的匹配。

然而，目前的三维扫描仪或三维扫描系统仍存在不少缺点或局限性。例如，其需要用户拍摄大量的图片才能进行360度漫游，导致三维扫描仪也需要花费更多的时间来拍摄图像或拍摄照片。而对越多数量的图片(或图像)进行组合或拼接，所需要花费的拼接时间也越多。类似地，处理更多数量的图片(或图像)，所需的处理时间也会增加。而由于图片数量变多，三维扫描仪或系统最终的扫描图片大小会增加，导致可能需要占用更多的存储空间。另外，目前的三维扫描仪或三维扫描系统缺乏相应的引导扫描方式，使得用户可能须手动拍摄，这可能花费用户更多的精力来对物体和环境进行扫描。此外，目前的三维扫描仪只能相用户展示最终的扫描结果，不能向用户展示扫描的中间过程，无法对扫描的过程进行监视或查看，不够方便。另外，目前的三维扫描仪不支持点云和摄像机拍摄照片的实时合并操作，不支持本地对对象进行实时渲染操作。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一目的在于：提供一种对象的机器人三维扫描系统和扫描方法，能自动进行扫描无需人工的干预，能在扫描过程中实时地通过自我检查或自我监视对象的扫描或渲染质量，并在本地进行实时渲染。所述对象包括对称和不对称对象中的至少一个。

本发明的第二目的在于：提供一种对象的机器人三维扫描系统和扫描系统和方法，能自动进行扫描无需人工的干预，能在扫描过程中实时地通过自我检查或自我监视对象的扫描或渲染质量，并在云网络进行远程渲染。所述对象包括对称和不对称对象中的至少一个。

本发明所采取的第一技术方案是：

机器人三维扫描系统，包括：

处理器，用于确定拍摄对象的一张或多张照片的精确位置；

运动控制模块，包含有至少一个轮子，用于控制所述轮子从当前位置移动到处理器确定的精确位置，以逐张拍摄对象的一张或多张照片；

一个或多个摄像机，用于拍摄对象的一张或多张照片以进行扫描；

深度传感器，用于创建对象的点云，其中所述处理器还用于将拍摄对象的一张或多张照片与点云进行合并和处理，以生成对象渲染后的图像；