[发明专利]一种三维扫描系统及方法

权利要求书

1.一种三维扫描系统，其特征在于：包括跟踪设备(1)、扫描仪(2)和处理器(4)，所述扫描仪(2)表面设置有至少四个参考标志点；

所述跟踪设备(1)用于获取其视场范围内的所述参考标志点在第一坐标系的坐标；

所述扫描仪(2)用于对目标物体(3)进行扫描，获取在目标物体(3)表面形成的扫描点在第二坐标系的坐标；

所述处理器(4)用于获取所述参考标志点在第二坐标系的坐标，并根据所述参考标志点在第一坐标系的坐标、参考标志点在第二坐标系的坐标和扫描点在第二坐标系的坐标在第一坐标系中构建目标物体(3)表面，生成目标物体(3)的三维模型；具体实现为：根据所述参考标志点在第一坐标系的坐标、参考标志点在第二坐标系的坐标和扫描点在第二坐标系的坐标确定所述扫描点在第一坐标系的坐标，并在第一坐标系下对所述扫描点进行融合；如此重复，直至完成对所述目标物体(3)的整体扫描，得到不同扫描点在第一坐标系的坐标的融合结果；根据不同扫描点在第一坐标系的坐标融合结果在第一坐标系中构建目标物体(3)表面，生成目标物体(3)的三维模型；

其中，所述第一坐标系为以所述跟踪设备(1)为中心构建的三维坐标系，所述第二坐标系为以所述扫描仪(2)为中心构建的三维坐标系；

所述确定所述扫描点在第一坐标系的坐标，并在第一坐标系下对所述扫描点进行融合的具体实现为：

根据所述参考标志点在第一坐标系的坐标和参考标志点在第二坐标系的坐标计算所述第一坐标系和第二坐标系之间的坐标转换关系；根据所述坐标转换关系将所述扫描点在第二坐标系的坐标转换至所述第一坐标系中，得到所述扫描点在第一坐标系的坐标；将第一坐标系所在立体空间进行网格化，使得目标物体(3)上的扫描点落入对应的网格；根据所述扫描点在第一坐标系的坐标计算每一个网格中心点到目标物体(3)表面最近扫描点的近似有向距离；

所述根据不同扫描点在第一坐标系的坐标融合结果在第一坐标系中构建目标物体(3)表面，生成目标物体(3)的三维模型的具体实现为：

根据不同网格中心点到目标物体(3)表面最近扫描点的所述近似有向距离构建位于对应网格内的目标物体(3)子表面；根据所有网格对应的所述目标物体(3)子表面构建目标物体(3)表面， 生成目标物体(3)三维模型。

2.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于：所述跟踪设备(1)获取所述参考标志点在第一坐标系的坐标的具体实现为：

对所述跟踪设备(1)进行校准，获取所述跟踪设备(1)的参数信息；

根据所述跟踪设备(1)的参数信息获取所述参考标志点在第一坐标系的坐标；

所述处理器(4)获取所述参考标志点在第二坐标系的坐标的具体实现为：

对所述扫描仪(2)进行标定，获取所述扫描仪(2)的参数信息；

根据所述扫描仪(2)的参数信息计算所述参考标志点在第二坐标系的坐标。