[实用新型]多个手持3D采集设备的组合式采集系统及信息利用设备

说明书

本实用新型实施例提供了一种多个手持3D采集设备的组合式采集系统及信息利用设备，其中多个手持3D采集设备的组合式采集系统包括多个手持3D采集设备，在所述多个手持3D采集设备中，每个手持3D采集设备与其他手持3D采集设备的采集范围具有重叠区域；所述重叠区域至少部分位于目标物上；所述手持3D采集设备的图像采集装置的采集方向为背离旋转中心方向。首次提出在多个位置设置单个手持式自转3D采集设备，从而共同构成一套完整的多位置组合式3D采集系统。实现对于复杂表面的内部空间或大范围目标物的采集。

技术领域

本实用新型涉及形貌测量技术领域，特别涉及3D形貌测量技术领域。

背景技术

在进行3D测量时，需要首先采集3D信息。目前常用的方法包括使用机器视觉的方式和结构光、激光测距、激光雷达的方式。

结构光、激光测距、激光雷达的方式均需要主动光源发射到目标物上，在某些情况下会对目标物造成影响，且光源成本较高。并且光源结构比较精密，易于损坏。

而机器视觉的方式是采集物体不同角度的图片，并将这些图片匹配拼接形成3D模型，成本低、易使用。其在采集不同角度图片时，可以待测物不同角度设置多个相机，也可以通过单个或多个相机旋转从不同角度采集图片。但无论这两种方式哪一种，都需要将相机的采集位置围绕目标物设置(简称环绕式)，但这种方式需要较大空间为图像采集装置设置采集位置。

而且，除了单一目标物3D构建外，通常还有目标物内部空间3D模型构建需求和周边较大视场范围内的3D模型构建的需求，这是传统环绕式3D采集设备所很难做到的。特别是在内部空间或大视场范围内目标物表面较为复杂(体现在表面凹凸不平且凹凸较深)，此时在单一位置进行采集难以覆盖表面凹坑或凸起的每个部分，从而导致最终合成时难以获得完整3D模型，甚至合成失败，或合成时间延长。且在一些场合中需要现场快速进行3D采集，如果进行安装配置则需要花费大量时间，且很多环境并不允许进行固定式安装。例如，在进行临时的零件检查时，并没有生产线上固定的检查设备，此时需要有手持设备可以灵活使用。

在现有技术中，也曾提出使用包括旋转角度、目标物尺寸、物距的经验公式限定相机位置，从而兼顾合成速度和效果。然而在实际应用中发现这在环绕式3D采集中是可行的，可以事先测量目标物尺寸。但在开放式的空间中则难以事先测量目标物，例如需要采集获得街道、交通路口、楼群、隧道、车流等的3D信息(不限于此)。这使得这种方法难以奏效。即使是固定的较小的目标物，例如家具、人身体部分等虽然可以事先测量其尺寸，但这种方法依然受到较大限制：目标物尺寸难以准确确定，特别是某些应用场合目标物需要频繁更换，每次测量带来大量额外工作量，并且需要专业设备才能准确测量不规则目标物。测量的误差导致相机位置设定误差，从而会影响采集合成速度和效果；准确度和速度还需要进一步提高。

现有技术虽然也有对于环绕式采集设备优化的方法，但当3D采集合成设备的相机的采集方向与其旋转轴方向相互背离的情况时，现有技术就没有更佳的优化方法。

因此，急需一种能够精确、高效、方便采集周边或内部空间复杂的3D信息的装置。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种包括多个手持3D采集设备的组合式采集系统。

本实用新型实施例提供了一种多个手持3D采集设备的组合式采集系统，包括多个手持3D采集设备，

在所述多个手持3D采集设备中，每个手持3D采集设备与其他手持3D采集设备的采集范围具有重叠区域；

所述重叠区域至少部分位于目标物上；

所述手持3D采集设备的图像采集装置的采集方向为背离旋转中心方向。

在可选的实施例中：所述多个手持3D采集设备包括第一类手持3D采集设备和第二类手持3D采集设备。