[发明专利]具有3D特征的扫描装置及扫描方法

说明书

本发明公开了一种具有3D特征的扫描装置及扫描方法，3D扫描仪，传送带，用于使目标物体放置且能进行线性方向的移动；传送带的工作台，能安装3D扫描仪，以通过扫描传送带上的目标物体获得目标物体的3D扫描数据；3D扫描仪在目标物体经过传送带的工作台附近时，能对目标物体进行如下扫描。传送带附近设有能改变传送带表面温度使目标物体与传送带表面出现温差的温控装置。温控装置能将传送带加热或降温，以增强传送带与目标物体在红外摄像机获得的红外辐射图像上具有较大的反差，从而辅助可见光图像建模的边缘准确度。通过线性方向的移动传输的传送带能使扫描的目标物体的建模速度大大提高，能连续、大规模的进行3D扫描建模。

技术领域

本发明涉及实物的3D扫描建模领域技术领域 ，尤其涉及具有3D特征的扫描装置及扫描方法。

背景技术

物体的表面几何形状的三维扫描以及数字化通常在许多工业以及服务中使用，并且三维扫描以及数字化的应用众多。物体的形状使用测距传感器、图像算法等方式来扫描并且数字化。现有技术如授权公告号为CN104335005B的中国发明专利，公开了一种用于获得关于表面的三维信息的系统，系统包括：感测装置，感测装置具有：用于在表面上提供经投射图形的图形投影仪；以及用于从一个视点获取表面的2D图像的相机，其中，参考目标集中的至少一个目标以及经投射图形的至少一部分在2D图像上是清楚的；存储器，存储器用于校准数据；图像处理器，图像处理器用于从2D图像提取经投射图形的表面点以及目标轮廓的2D图像坐标；3D表面点计算器，3D表面点计算器用于根据表面点的2D图像坐标计算表面点的3D坐标；3D目标计算器，3D目标计算器用于计算参考目标的3D位置和/或实际定向。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术提供一种能提高识别准确性、优化边缘识别、扫描效率高、适应批量3D扫描的具有3D特征的扫描装置，其包括，

3D扫描仪，传送带，用于使目标物体放置且能进行线性方向的移动；传送带的工作台，能安装3D扫描仪，以通过扫描传送带上的目标物体获得目标物体的3D扫描数据；3D扫描仪在目标物体经过传送带的工作台附近时，能对目标物体进行如下扫描：扫描数据部分，整合从3D扫描仪获得的目标物体的3D扫描数据；非测量数据部分，根据扫描数据整合部分的目标对象的结果值区分非测量部分；位置校正单元，获取3D扫描仪与工作台的相对位置信息并调整传送带的控制参数。通过线性方向的移动传输的传送带能使扫描的目标物体的建模速度大大提高，能连续、大规模的进行3D扫描建模。

为了进一步优化技术方案，采用的措施还包括：

工作台用于控制传送带的正向传输或逆向传输操作，以及控制3D扫描仪的扫描操作，使传送带能使目标物体在3D扫描仪扫描区域内往复移动，扫描仪操作每个步进移动距离扫描目标物体的非测量部分。通过正向和逆向之间的来回切换，能在扫描效果不好的情况下，重新对某个角度扫描的数据进行再次建模。

非测量部分区分扫描部分和非扫描部分之间的边界线。非测量部分即通过边缘搜索获得的边界线，该边界线的搜寻使用现有算法，而扫描部分和非扫描部分通过视频、温差造成的强烈反差促进边界线的精确划分，避免非测量数据错误的进入目标物体的数据模型。

传送带具有棋盘格图案；传送带附近设有能改变传送带表面温度使目标物体与传送带表面出现温差的温控装置。温控装置能将传送带加热或降温，以增强传送带与目标物体在红外摄像机获得的红外辐射图像I上具有较大的反差，从而辅助可见光图像V建模的边缘准确度。

按预定顺序控制电机的主控装置还包括扫描方向判别部分，根据非扫描部分的边界线计算法线方向，计算法线方向的平均方向，并投影边界线非扫描部分；计算虚拟扫描数据投影面上平均方向的非扫描部分，计算出扫描数据投影面上边界线形成的面积，然后将计算值设为初始值，扫描计算边界线方向的数据投影面面积最大，同时将非扫描部分的扫描数据虚拟沿着传送带的方向移动，然后将计算方向设置为扫描方向，位置修正部沿扫描方向移动。传送带的工作台由扫描方向判别部分计算3D扫描仪在扫描方向额外测量目标物体。