[发明专利]一种三维扫描系统及方法

说明书

本发明涉及一种三维扫描系统及方法，其系统包括跟踪设备、扫描仪和处理器，扫描仪表面设置有多个参考标志点；跟踪设备获取其视场范围内的参考标志点的第一坐标；扫描仪对目标物体进行扫描，获取在目标物体表面形成的扫描点的第二坐标；处理器获取参考标志点的第二坐标，还根据参考标志点的第一坐标、参考标志点的第二坐标和扫描点的第二坐标在第一坐标系中构建目标物体表面，生成目标物体的三维模型。本发明通过分别获取参考反光点的第一坐标和扫描点的第二坐标，根据参考反光点的第一坐标和扫描点的第二坐标得到扫描点的第一坐标，即可在第一坐标系中构建目标物体的表面，从而生成目标物体三维模型，扫描精度高，方便快捷，且工作空间可扩展。

技术领域

本发明涉及光学扫描技术领域，尤其涉及一种三维扫描系统及方法。

背景技术

3D激光扫描仪已经能够便捷地解决大部分无须物体表面纹理的高精测量工作，但是其必须在待测物体表面粘贴一定数量、分布均匀的反光标志点用于扫描中的帧拼接，而粘贴反光标志点过程繁琐，需要花费大量时间，加大了扫描测量的工作量，也不适用于不允许在表面粘贴标志点的高精度设备和文物等高价值物品。

现有技术中的白光扫描仪在扫描过程中无需在待测物体表面粘粘标志点用于影像定位定姿，其利用投影的随机编码图案的实现扫描中的帧拼接(影像定姿定位)，且可以完成带纹理的物体表面重建。但由于其算法机制原因，精度无法满足精密量测的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种三维扫描系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种三维扫描系统，包括跟踪设备、扫描仪和处理器，所述扫描仪表面设置有至少四个参考标志点；

所述跟踪设备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；

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

所述处理器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表面，生成目标物体的三维模型；

其中，所述第一坐标系为以所述跟踪设备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为中心构建的三维坐标系。

本发明的有益效果是：本发明的三维扫描系统，利用跟踪设备和扫描仪分别获取球体扫描仪表面参考反光点在第一坐标系的坐标和在目标物体表面形成的扫描点在第二坐标系的坐标，然后根据参考反光点在第一坐标系的坐标和扫描点在第二坐标系的坐标精确计算出扫描点在第一坐标系的坐标，即可在第一坐标系中准确地模拟构建目标物体的表面，从而生成目标物体三维模型，扫描精度高，方便快捷，且工作空间可扩展。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述跟踪设备获取所述参考标志点在第一坐标系的坐标的的具体实现为：

对所述跟踪设备进行校准，获取所述跟踪设备的参数信息；

根据所述跟踪设备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：

对所述扫描仪进行标定，获取所述扫描仪的参数信息；

根据所述扫描仪的参数信息计算所述参考标志点在第二坐标系的坐标。