一种快速三维扫描设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种快速三维扫描设备，其能够全方位，多角度的快速采集待扫描目标的图像信息。本实用新型专利技术包含整体为半足球式结构的半球框架，所述半球框架为大小不一的多个五边形单元及六边形单元组装而成，每个五边形单元及六边形单元上均设有布置均匀的拍照模块电路，每个五边形单元及六边形单元都有一组投影灯，多个补光LED冷光源和多个拍照模块，投影灯均朝向半球框架内部中心位置，半球框架的投影灯及拍照模块组成拍照系统。进一步的是：所述拍照模块包含摄像头，所述摄像头位置固定,每个摄像头的视角可以两个自由度移动，所有摄像头组成集群式摄像头阵列，集群式摄像头阵列的中点对准待扫描目标的中点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种三维扫描设备，具体用于对物体扫描后进行图像信息的采集。
技术介绍
目前市场上应用广泛的有一下三维扫描设备：1、手持式扫描仪：此类扫描仪要求人体保持静止状态，对其按照前后左右逐层卓行扫描，然后通过计算机处理完成三维建模.扫描时间长.2、全景式人体扫描系统：此类扫描系统为简单的直立式结构，要经常人为调整扫描的高度及角度范围，它采用多组三维深度摄像头结合投影光栅扫描的方式采集数据，通过计算机完成建模，存在结构不稳定,调试复杂,扫描盲点大.设备成本高,后期处理复杂,生成的三维模型缺乏色彩纹理等缺陷.
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本技术的目的在于提供一种快速三维扫描设备，其能够全方位，多角度的快速采集待扫描目标的图像信息。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现。一种快速三维扫描设备，包含整体为半足球式结构的半球框架，所述半球框架为大小不一的多个五边形单元及六边形单元组装而成，每个五边形单元及六边形单元上均设有布置均匀的拍照模块电路，每个五边形单元及六边形单元都有一组投影灯，多个补光LED冷光源和多个拍照模块，投影灯均朝向半球框架内部中心位置，半球框架的投影灯及拍照模块组成拍照系统。进一步的是：所述拍照模块包含摄像头，所述摄像头位置固定,每个摄像头的视角可以两个自由度移动，所有摄像头组成集群式摄像头阵列，集群式摄像头阵列的中点对准待扫描目标的中点。进一步的是：还包含用于控制所述多个补光LED冷光源和投影灯的控制器；所述控制器同时还控制连接所述拍照模块。进一步的是：在每个五边形单元及六边形单元中均布了多个拍照模块，多个拍照模块的中心位置布置所述投影灯。进一步的是：每个五边形单元及六边形单元上面都布置安装有间距均匀的所述LED冷光源。本技术相比现有技术具有以下优点：本技术结构设计合理，采用多个五边形和六边形纵横拼接，为拍照模块及投影灯提供安装支撑及坐标定位；多个五边形及六边形单元组成了一个半球体，多个拍照模块均匀分布在各五边形及六边形单元上，组合为点阵式拍照系统，能适应调整扫描对象姿态的变幻，快速完成待扫描目标人体的外轮廓多角度拍照，适用于三维图像处理工作站的数据采集，成像质量高，扫描速度快，成本相对低廉，具有极佳的实用性和推广应用价值。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细说明。图1为本技术的一种具体实施方式的主视方向剖面结构示意图；图2为本技术的一种具体实施方式的俯视方向结构示意图；图3为本技术的一种具体实施方式的主视方向的结构示意图。附图标记说明：1-照相模块，2-投影灯，3-补光LED冷光源，4-投影灯，5-照相模块，6-待扫描目标。具体实施方式本技术以具体的实施结构作为实施例进行说明。如图1～图3所示，本技术公开了一种用于拍照式全景人体三维扫描系统；具体的为一种快速三维扫描设备，其整体为半足球式结构，采用半足球式模块相机阵列覆盖待扫描目标，实现全方位，多角度的图像采集，以提高后期计算机的处理精度；如图所示，本技术的半足球式结构的半球框架为大小不一的多个五边形及六边形单元组装而成，每个五边形及六边形单元上均设有布置均匀的拍照模块电路，每个五边形及六边形单元都有一组投影灯，多个补光LED冷光源和多个拍照模块，投影灯均朝向半球框架内部中心位置，半球框架的投影灯及照相模块组成了拍照系统；如图所示，本技术所述的拍照模块为自动识别技术结合电机控制完成集群式的摄像头自动拍照的功能。其摄像头角度可以进行粗调和细调；(1)粗调时：集群式摄像头阵列中每个摄像头的位置固定,但每个摄像头的视角可以两个自由度移动，集群式摄像头阵列的中点对准被扫描目标的中点，根据集群式摄像头阵列到物体的距离和物体的参数(通过传感器获得)，可以根据计算出集群式摄像头阵列中每个摄像头应该偏转的位置；(2)细调时：粗调之后，根据摄像头获取的图片合成计算，细调校准摄像头的角度。本技术所述的多个补光LED冷光源为通过整个快速三维扫描设备的控制器控制的稳定光源；所述的投影灯为辅助数据采集所匹配的投影灯，该投影灯同样由所述快速三维扫描设备的控制器控制。具体的，如图所示，半球框架整体是半足球式五边形及六边形结构,它由多个五边形及六边形组成,每个五边形及六边形单元由外层及层组成，两层中间安装冷光源和电路及照相模块，整个球体结构从里面看去灯光均匀。本技术由于采用了以上结构，其具有如下的优点：本技术结构设计合理，采用多个五边形和六边形纵横拼接，为拍照模块及投影灯提供安装支撑及坐标定位；多个五边形及六边形单元组成了一个半球体，多个拍照模块均匀分布在各五边形及六边形单元上，组合为点阵式拍照系统，能适应调整扫描对象姿态的变幻，快速完成待扫描目标人体的外轮廓多角度拍照，适用于三维图像处理工作站的数据采集，成像质量高，扫描速度快，成本相对低廉，具有极佳的实用性和推广应用价值。如图所示，本技术的一种优选实施方式中，在每个五边形及六边形单元中布置了多个照相模块；如图所示，本技术的另一个优选实施方式中，在每个五边形及六边形单元上面都布置安装有间距均匀的补光LED冷光源。本技术还具有如下的优点：本技术为非接触式三维扫描设备，通过应用光学设备捕捉设备投射到人体表面的光线在人体上形成的图像，得到人体外型轮廓的数字点云图(并可精确计算出人体三维数据，如胸围、腰围、身高等等,误差在毫米之内)获得其立体模型，把这些数据与CAD技术结合，可以在计算机中形成三维数字化人体模型；整个设备具备：1：扫描速度快；≤3-5秒内可得到数百万数据点，效率极高(也可以根据客户需求定做系统)；2：立体面连续扫描；每次扫描工件的一个三维特征面，经多次多角度连续扫描，数据自动拼接后获得整个物体表面的三维数据，测量点分布密度极高而且非常规则(呈矩阵排列)、纹理清晰；3：白光非接触扫描；利用照相式原理，进行人体及工件的非接触式三维光学扫描，得到物体表面三维数据。而且适应了柔软、易变形、大型物体的测量要求；4：标志点全自动拼接(白光扫描)；可将多次测量结果全自动拼接，扫描时物体可任意翻转和挪动。通过对标志点的多次拼接以形成物体表面的三维数据，从而实现大面积扫描，减少了测量的死角与扫描盲区；5：点云噪声处理；可以对测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速三维扫描设备，其特征在于：包含整体为半足球式结构的半球框架，所述半球框架为大小不一的多个五边形单元及六边形单元组装而成，每个五边形单元及六边形单元上均设有布置均匀的拍照模块电路，每个五边形单元及六边形单元都有一组投影灯，多个补光LED冷光源和多个拍照模块，投影灯均朝向半球框架内部中心位置，半球框架的投影灯及拍照模块组成拍照系统。

【技术特征摘要】
1.一种快速三维扫描设备，其特征在于：包含整体为半足球式结构的半
球框架，所述半球框架为大小不一的多个五边形单元及六边形单元组装而成，
每个五边形单元及六边形单元上均设有布置均匀的拍照模块电路，每个五边
形单元及六边形单元都有一组投影灯，多个补光LED冷光源和多个拍照模块，
投影灯均朝向半球框架内部中心位置，半球框架的投影灯及拍照模块组成拍
照系统。
2.如权利要求1所述的一种快速三维扫描设备，其特征在于：所述拍照
模块包含摄像头，所述摄像头位置固定,每个摄像头的视角可以两个自由度移
动，所有摄像头组成集...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨少毅，褚智威，王强，
申请(专利权)人：西安蒜泥电子科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61