[发明专利]一种自动化三维彩色成像与测量系统

权利要求书

1.一种自动化三维彩色成像与测量系统，其特征在于，包括：

成像模块，包括用于采集被测物体第一三维图像和彩色图像的彩色三维传感器，以及用于采集所述被测物体第二三维图像的深度相机；

位姿调整模块，用于固定所述成像模块，并对所述成像模块进行位姿调整；

处理器，连接并控制所述成像模块以及所述位姿调整模块，使得所述成像模块对所述被测物体进行多角度图像采集，并基于所述第一三维图像、所述彩色图像以及所述第二三维图像计算出所述被测物体的彩色三维模型。

2.根据权利要求1所述的自动化三维彩色成像与测量系统，其特征在于，所述位姿调整模块包括：

机械臂，连接于所述成像模块，包括多个旋转轴以对所述成像模型进行位姿调整；

旋转轴，分别与所述机械臂以及所述底座连接，用于使得所述成像模块围绕所述底座旋转。

3.根据权利要求1所述的自动化三维彩色成像与测量系统，其特征在于，所述彩色三维传感器包括左相机、右相机、投影仪组成的主动双目视觉相机以及彩色相机。

4.根据权利要求1所述的自动化三维彩色成像与测量系统，其特征在于，所述深度相机包括TOF深度相机或结构光深度相机或双目视觉深度相机。

5.根据权利要求1所述的自动化三维彩色成像与测量系统，其特征在于，所述第一三维图像的分辨率、精度、帧率中的至少一个高于第二三维图像。

6.根据权利要求1所述的自动化三维彩色成像与测量系统，其特征在于，所述基于所述第一三维图像、所述彩色图像以及所述第二三维图像计算出所述被测物体的彩色三维模型包括以下步骤：

利用所述第二三维图像生成全局扫描视点；

在所述全局扫描视点处采集所述第一三维图像以及所述彩色图像，并基于所述第一三维图像以及所述彩色图像计算所述被测物体的彩色三维模型。

7.根据权利要求6所述的自动化三维彩色成像与测量系统，其特征在于，所述全局扫描视点是基于约束条件所生成的，所述约束条件包括但不限于可见性约束、测量空间约束、重叠度约束以及遮挡约束中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的自动化三维彩色成像与测量系统，其特征在于，所述全局扫描视点是基于全局优化算法计算全局最佳视点(NBVs)，所述NBVs算法包括以下步骤：

构建包含所述粗略模型以及扫描空间的最小包围盒，并对所述扫描空间按照一定的距离间距进行3D体素网格划分；

对所述粗略模型采样点找到体素，并以所述体素作为搜索种子对其领域体素进行膨胀搜索以得到所述有效体素；

求解所述有效体素的标记分数并选择分数值最大的体素进行视点计算。

9.根据权利要求6所述的自动化三维彩色成像与测量系统，其特征在于，所述三维扫描是基于所述全局扫描视点并进行最短路径规划，以沿着所述最短路径进行三维扫描。

10.根据权利要求9所述的自动化三维彩色成像与测量系统，其特征在于，所述最短路径规划算法包括但不限于蚁群算法、神经网络算法、粒子群算法、遗传算法中的一种。