[发明专利]一种高精度曲面修复扫描方法及装置

说明书

本发明提供了一种高精度曲面修复扫描方法，利用相关算法对目标管材的中轴线进行检测，得到目标管材的中轴线曲线数据，根据中轴线曲线数据控制扫描仪对目标管材进行二次扫描，从而提高了扫描仪的工作精度，得到了更为精细的扫描模型。本发明通过法向量来计算推导目标管材的中轴线相关坐标，推算过程在测试过程中不需要很长时间就可以完成相关标定。从而缩小扫描范围，得到最终所需要高精度的管材三维模型。针对目前用来扫描管材的三维立体模型的高精度三维扫描仪的价格昂贵，而低精度扫描仪的扫描能力不足的缺陷，采用本发明提供的方法能够使用低成本的德特克扫描仪得到高精度的管材三维模型扫描结果。

技术领域

本发明涉及三维扫描重建领域，尤其涉及一种高精度曲面修复扫描方法及装置。

背景技术

三维扫描仪(3D scanner)是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。该仪器包括但不仅限于便携式扫描仪和大型高精度扫描仪。使用该仪器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数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，如工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、电影制片、游戏创作素材等。

当前五金行业存在大量的管材加工切割程序，以满足不同长度管材的使用需求，或者厂家或企业需要用到所拥有管材的三维立体模型，来进行管材相关数值测定，设计线路铺设方案。实现这些就必须要对管材进行精确扫描构成3D模型，再通过扫描出来的3D模型进行所需的加工处理。

现有专利CN201521038544.3的扫描过程是打开扫描仪开关，打开扫描仪机盖，扫描仪发光源发出光，将原稿放进扫描仪稿台，扫描仪发出的光照射到原稿上并通过扫描仪反光镜反射到扫描仪镜头，再将扫描信息传送到扫描仪元件上，扫描仪感光原件将光信号转变为电信号，之后再转变为数字信号传给计算机，随着扫描仪步进发动机带动扫描仪齿轮转动，扫描仪齿轮转动带动扫描仪齿条直线往复运动，如此使得整片原稿全部扫描完成，是从扫描仪的结构上进行改进，从而达到高精度要求。

现有专利CN201310619351.6，计算机控制所述扫描仪和摄像机降低至与扫描对象底部平齐的高度，旋转台旋转一周，同时所述扫描仪和摄像机对旋转台上的扫描对象底部进行扫描和拍照，并将扫描对象的图像信息传输到计算机中，从而完成扫描。

通常完成高精度扫描的三维扫描仪价格昂贵，例如MICIOE，其价格就在78.5万元，而STONEX X300，价格更是达到了260万元。一般加工行业无法承担相应的成本以及维修费用，从而选择低精度的扫描仪。通常采用的3D的扫描仪精度不高，对于要求细节的厂家来说，扫描能力就会显得不足，因为低精度的扫描仪扫描出的管材模型表面常常有很多不规则的地方，从而导致模型的使用价值降低，难以满足需求。

发明内容

本发明实施例提供一种高精度曲面修复扫描方法及装置，用以解决目前用来扫描管材的三维立体模型的高精度三维扫描仪的价格昂贵，而低精度扫描仪的扫描能力不足的缺陷。

第一方面，本发明实施例提供一种高精度曲面修复扫描方法，包括：

101，导入目标管材的STL模型；其中，所述STL模型是扫描仪第一次扫描目标管材得到的；

102，基于目标管材的STL模型进行解算，获得目标管材的中轴线曲线数据；

103，基于目标管材的中轴线曲线数据，控制所述扫描仪沿所述中轴线在目标管材上二次扫描，获得目标模型。

优选的，所述基于目标管材的STL模型进行解算，获得目标管材的中轴线曲线数据，具体包括：

将STL模型进行坐标化处理；

对STL模型的三角面片数据进行处理，并使用水平面截取STL模型；

通过切片算法获得STL模型在水平面上的切片轮廓；