[发明专利]三维扫描系统和三维扫描方法

说明书

本申请涉及一种三维扫描系统和三维扫描方法，其中，该三维扫描系统包括：跟踪装置和扫描装置，跟踪装置包括第一跟踪设备、第二跟踪设备、以及定位设备；第一跟踪设备用于获取扫描装置的位置信息；第二跟踪设备用于基于位置信息，对扫描装置的位姿进行跟踪，以获取扫描装置的位姿信息；定位设备，与第一跟踪设备的相对位置固定；定位设备用于对第二跟踪设备的位姿进行跟踪，以获取第二跟踪设备的位姿。其基于第一跟踪设备与第二跟踪设备之间的坐标变换关系，将三维数据进行统一，从而完成了被测物体的三维重建，增加了三维扫描系统的工作范围。

技术领域

本申请涉及三维扫描技术领域，特别是涉及三维扫描系统和三维扫描方法。

背景技术

目前在使用跟踪式三维扫描系统对被测物体进行扫描时，往往采用跟踪头与扫描头组合工作的方式来将被测物体在不同方位的三维数据统一到同一个坐标系下，实现被测物体的三维重建。其中，跟踪头往往为双目相机，扫描头为一个带有标记点结构和扫描功能的激光扫描仪。由于现有技术中的跟踪头是根据双目成像的原理对扫描头的姿态进行重建，以将扫描头所获取的被测物体的三维数据转换至跟踪头坐标系下，所以扫描头需要工作于跟踪头两个相机的共同工作视野内，如图1所示，扫描头需要工作与双目相机A和双目相机B两个相机的共同工作视野区域内。因此导致跟踪式三维扫描系统的工作范围受限。针对相关技术中存在的跟踪式三维扫描系统的工作范围受限的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

在本实施例中提供了一种三维扫描系统和三维扫描方法，以解决相关技术中存在的跟踪式三维扫描系统的工作范围受限的问题。

第一个方面，在本实施例中提供了一种三维扫描系统，所述三维扫描系统包括：跟踪装置和扫描装置，其中：

所述扫描装置用于对被测物体进行扫描；

所述跟踪装置包括第一跟踪设备、第二跟踪设备、以及定位设备；

所述第一跟踪设备用于对所述扫描装置进行跟踪，以获取所述扫描装置处于工作状态时的位置信息；

所述第二跟踪设备用于基于所述位置信息，通过改变自身的位姿对所述扫描装置的位姿进行跟踪，以获取所述扫描装置处于工作状态时的位姿信息；

所述定位设备，与所述第一跟踪设备的相对位置固定；所述定位设备用于对所述第二跟踪设备的位姿进行跟踪，以在所述第二跟踪设备锁定所述扫描装置在工作状态下的位姿信息时，获取所述第二跟踪设备的位姿。

在其中的一些实施例中，所述第一跟踪设备的工作视野大于所述第二跟踪设备的工作视野。

在其中的一些实施例中，所述第一跟踪设备的跟踪精度低于所述第二跟踪设备的跟踪精度。

在其中的一些实施例中，所述定位设备还用于统一所述第一跟踪设备和所述第二跟踪设备的坐标系。

在其中的一些实施例中，所述三维扫描系统还包括设置有第一定位标识的标识结构，所述标识结构与所述第二跟踪设备相对位姿固定；

所述定位设备还用于根据所述标识结构上的第一定位标识，确定所述第二跟踪设备的位姿。

在其中的一些实施例中，所述第一定位标识为非对称定位图案。

在其中的一些实施例中，所述标识结构位于所述第二跟踪设备的底部；

所述定位设备位于所述第二跟踪设备的下方，所述标识结构上的第一定位标识符处于所述定位设备的工作视野内。

在其中的一些实施例中，所述跟踪装置还包括驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述第二跟踪设备的改变自身的位姿，以使所述第二跟踪设备对所述扫描装置的位姿进行跟踪。

在其中的一些实施例中，所述扫描装置上固定设置有第二定位标识；