一种3D扫描技术制造技术

本发明专利技术公开了一种3D扫描技术，包括摄像单元、控制设备，所述控制设备包括，完整扫描数据获取单元，用于依次对所述三组三维数据进行配准和融合，得到所述待扫描物体的侧面、顶部和底部的完整扫描数据；三维模型获取单元，用于对所述待扫描物体的侧面、顶部和底部的完整扫描数据进行配准和融合，得到所述待扫描物体的三维模型。整个过程可以实现全自动的操作，不需要人为参与，不需要人工贴标辅助配准处理，从而实现了全自动的物体三维信息采集，较现有人工操作技术在扫描效率和配准精度上有显著提高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种3D扫描技术，包括摄像单元、控制设备，所述控制设备包括，完整扫描数据获取单元，用于依次对所述三组三维数据进行配准和融合，得到所述待扫描物体的侧面、顶部和底部的完整扫描数据；三维模型获取单元，用于对所述待扫描物体的侧面、顶部和底部的完整扫描数据进行配准和融合，得到所述待扫描物体的三维模型。整个过程可以实现全自动的操作，不需要人为参与，不需要人工贴标辅助配准处理，从而实现了全自动的物体三维信息采集，较现有人工操作技术在扫描效率和配准精度上有显著提高。【专利说明】一种3D扫描技术
本专利技术涉及一种3D
，具体的说是涉及一种3D扫描技术。
技术介绍
三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。然而传统的三维扫描设备多为接触式扫描器或激光扫描仪，采用接触式测量速度慢、机械结构复杂、容易损坏物体表面特性，越来越不能满足现代测量的需要，使其应用受到限制。常用的三维扫描仪根据传感方式的不同，分为接触式和非接触式两种。接触式的采用探测头直接接触物体表面，通过探测头反馈回来的光电信号转换为数字面形信息，从而实现对物体面形的扫描和测量，主要以三坐标测量机为代表。接触式测量具有较高的准确性和可靠性；配合测量软件，可快速准确地测量出物体的基本几何形状，如面，圆，圆柱，圆锥，圆球等。其缺点是:测量费用较高；探头易磨损。测量速度慢；检测一些内部元件有先天的限制，故欲求得物体真实外形则需要对探头半径进行补偿，因此可能会导致修正误差的问题；接触探头在测量时，接触探头的力将使探头尖端部分与被测件之间发生局部变形而影响测量值的实际读数；由于探头触发机构的惯性及时间延迟而使探头产生超越现象，趋近速度会产生动态误差。随着计算机机器视觉这一新兴学科的兴起和发展，用非接触的光电方法对曲面的三维形貌进行快速测量已成为大趋势。这种非接触式测量不仅避免了接触测量中需要对测头半径加以补偿所带来的麻烦，而且可以实现对各类表面进行高速三维扫描。目前，非接触式三维扫描仪很多，根据传感方法不同，常用的有基于激光扫描测量、结构光扫描测量和工业CT等的，分别代表市面上主流的三维激光扫描仪，照相式三维扫描仪，和CT断层扫描仪等。采用非接触式三维扫描仪因其接触性，对物体表面不会有损伤，同时相比接触式的具有速度快，容易操作等特征，三维激光扫描仪可以达到5000 - 10000点/秒的速度，而照相式三维扫描仪则采用面光，速度更是达到几秒钟百万个测量点，应用与实时扫描，工业检测具有很好的优势。 为解决接触式测量所存在的不足，光学方法三维面形的测量研究日益受到人们的重视。在发展史中所提到的相关研究成果中，虽然克服了接触式测量中机械探头的某些缺陷，但却未能完全摆脱其机械结构复杂，测量范围受到机械装置大小限制，以及逐点测量使得速度慢等不足。同时光电方法测量三维面形受到物体表面特性(如高度突变、阴影和反射率不足)的不均匀等影响，导致光信号处理困难。因此到目前为止，光电方法测试面形轮廓的产品还很不成熟，上市的产品也没有达到人们的要求。
技术实现思路
针对上述技术上的不足，本专利技术提供了一种3D扫描技术。为解决上述技术问题，本专利技术通过以下方案来实现:一种3D扫描技术，包括摄像单元、控制设备，该摄像单元在相对于测量对象改变摄像位置的同时，发出隙状的光束；摄像单元，该摄像单元顺序地拍摄所述光束所摄像的所述测量对象的图像；位置检测单元，该位置检测单元通过扫描所述摄像单元拍摄的图像，来检测所述图像中所述光束的位置；以及扫描区域确定单元，该扫描区域确定单元基于在作为扫描对象的图像之前所述摄像单元拍摄的图像中的所述光束的位置，确定所述位置检测单元在所述作为扫描对象的图像中的扫描区域，所述控制设备包括，完整扫描数据获取单元，用于依次对所述三组三维数据进行配准和融合，得到所述待扫描物体的侧面、顶部和底部的完整扫描数据；三维模型获取单元，用于对所述待扫描物体的侧面、顶部和底部的完整扫描数据进行配准和融合，得到所述待扫描物体的三维模型。进一步的，所述三维扫描设备包括一个或者三个相同的三维扫描装置。进一步的，所述三个相同的三维扫描装置分别是水平扫描装置、顶部扫描装置和底部扫描装置；所述水平扫描装置用于获取所述待扫描物体的侧面的三维信息，得到一组水平扫描的三维数据；所述底部扫描装置用于获取所述待扫描物体的底部的三维信息，得到一组底部扫描的三维数据；所述顶部扫描装置用于获取所述待扫描物体的顶部的三维信息，得到一组顶部扫描的三维数据。进一步的，所述三维扫描设备还用于，在所述控制设备的控制下，获取坐标转换参照物体的三个三维数据。进一步的，其中，当所述位置检测单元在沿与扫描方向正交的方向顺序地移动沿所述扫描方向的各扫描中的扫描开始位置的同时扫描所述图像时，所述扫描区域确定单元确定沿所述扫描方向的各扫描的所述扫描区域，其中，所述扫描方向是通过改变所述照射位置而使所述光束在所述图像上移动的方向。本专利技术的有益效果是:三维扫描设备分别从不同角度进行三维扫描操作，再通过所提出的自动配准算法，分别对侧面扫描三维数据组、底部扫描数据组和顶部扫描数据组进行自动配准和融合，然后再对融合后的三组不同角度三维数据进行自动配准和融合，从而得到完整的待扫描物体三维模型。整个过程可以实现全自动的操作，不需要人为参与，不需要人工贴标辅助配准处理，从而实现了全自动的物体三维信息采集，较现有人工操作技术在扫描效率和配准精度上有显著提高。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术小角度差频法的物相关系。图2为本专利技术所述的摄像系统原理框图。图3为本专利技术三维扫描仪的构造的框图。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术作详细说明。一种3D扫描技术，包括摄像单元、控制设备，该摄像单元在相对于测量对象改变摄像位置的同时，发出隙状的光束；摄像单元，该摄像单元顺序地拍摄所述光束所摄像的所述测量对象的图像；位置检测单元，该位置检测单元通过扫描所述摄像单元拍摄的图像，来检测所述图像中所述光束的位置；以及扫描区域确定单元，该扫描区域确定单元基于在作为扫描对象的图像之前所述摄像单元拍摄的图像中的所述光束的位置，确定所述位置检测单元在所述作为扫描对象的图像中的扫描区域，所述控制设备包括，完整扫描数据获取单元，用于依次对所述三组三维数据进行配准和融合，得到所述待扫描物体的侧面、顶部和底部的完整扫描数据；三维模型获取单元，用于对所述待扫描物体的侧面、顶部和底部的完整扫描数据进行配准和融合，得到所述待扫描物体的三维模型。上述三维扫描设备包括一个或者三个相同的三维扫描装置。上述三个相同的三维扫描装置分别是水平扫描装置、顶部扫描装置和底部扫描装置；所述水平扫描装置用于获取所述待扫描物体的侧面的三维信息，得到一组水平扫描的三维数据；所述底部扫描装置用于获取所述待扫描物体的底部的三维信息，得到一组底部扫描的三维数据；所述顶部扫描装置用于获取所述待扫描物体的顶部的三维信息，得到一组顶部扫描的三维数据。 上述三维扫描设备还用于，在所述控制设备的控制下，获取坐标转换参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D扫描技术，包括摄像单元、控制设备，该摄像单元在相对于测量对象改变摄像位置的同时，发出隙状的光束 ；摄像单元，该摄像单元顺序地拍摄所述光束所摄像的所述测量对象的图像 ；位置检测单元，该位置检测单元通过扫描所述摄像单元拍摄的图像，来检测所述图像中所述光束的位置 ；以及扫描区域确定单元，该扫描区域确定单元基于在作为扫描对象的图像之前所述摄像单元拍摄的图像中的所述光束的位置，确定所述位置检测单元在所述作为扫描对象的图像中的扫描区域，其特征在于：所述控制设备包括，完整扫描数据获取单元，用于依次对所述三组三维数据进行配准和融合，得到所述待扫描物体的侧面、顶部和底部的完整扫描数据 ；三维模型获取单元，用于对所述待扫描物体的侧面、顶部和底部的完整扫描数据进行配准和融合，得到所述待扫描物体的三维模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏春秋，
申请(专利权)人：深圳市唯特视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44