[发明专利]物体形状的多帧表面测量的系统和方法

摘要

本发明提供一种用于实物的形状的多帧表面测量的系统和方法。该系统和方法捕捉被测物体的表面部分的多个图像，以及在共用参考系中将所捕捉的图像拼接到一起。利用3D扫描器，通过从不同角度捕捉多个图像以及随后在共用坐标系中拼接图像以对齐所拼接到一起的图像，能够测量复杂形状物体的形状和/或纹理。对齐是通过捕捉物体的一部分表面的图像和具有已知特性(例如形状和/或纹理)的参考物体的图像实现的。这允许确定物体扫描器在参考物体的坐标系中的位置和方位。

主权项

一种用于物体的自动表面测量的方法，包括：捕捉被测物体的表面的至少一部分的至少一个三维图像；捕捉参考物体的表面的至少一部分的至少一个三维图像；通过坐标变换技术将所捕捉的被测物体的表面的所述部分的三维图像变换到所述参考物体的坐标系中；以及通过坐标变换技术在所述参考物体的坐标系中拼接所捕捉的被测物体的表面的所述部分的三维图像，其中所述方法还包括：将多个扫描装置定位到相对于所述被测物体的各个位置，使得每个所述扫描装置具有各自的朝所述被测物体的至少一部分定向的第一视场，其中所述多个扫描装置的每一个包括位于其上的具有特定参考特性的参考物体，其中所述多个扫描装置的每一个具有各自的朝参考物体的至少一部分定向的第二视场，其中所述多个扫描装置的每一个相对彼此定位，使得至少一个所述扫描装置的所述第二视场被引导朝向另一扫描装置的参考物体的表面的至少一部分；在每个所述扫描装置的所述第一视场中捕捉所述被测物体的表面的各自部分的三维图像；在观察各自参考物体的每个所述扫描装置的所述第二视场中捕捉参考物体的表面的各自部分的三维图像；通过坐标变换技术将所捕捉的所述被测物体的表面的各自部分的三维图像变换到所述参考物体之一的共用参考坐标系中；以及通过坐标变换技术在所述参考物体之一的共用坐标系中将全部所捕捉的所述被测物体的表面的各自部分的图像拼接到一起。