传感器位置确定制造技术

在示例中，一种装置包括第一传感器、第二传感器和控制器。第一传感器收集描述放置在场景中的恒定位置的三维对象的数据的第一集合。第二传感器收集描述三维对象的数据的第二集合。第一传感器具有在场景中的第一位置，而第二传感器具有在场景中的第二位置。控制器从数据的第一集合生成三维对象的第一渲染，并从数据的第二集合生成三维对象的第二渲染。控制器还基于第一渲染和第二渲染与三维对象的三维模型的对准来确定第一位置和第二位置。

Sensor position determination

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器位置确定
技术介绍
三维(3D)扫描系统收集关于3D对象或环境的物理特性(例如，形状、大小、重量和/或颜色)的数据。然后，所收集的数据可以用于构建对象或环境的数字3D模型。例如，执法机构可以使用3D扫描系统来记录(document)犯罪现场，视频游戏开发者可以使用3D扫描系统来呈现数字对象或角色，房地产经纪人可以使用3D扫描系统来构建供财产的“虚拟旅游”用于销售，考古学家可以使用3D扫描系统来复制文化作品(culturalartifact)，以及可以在其他应用中使用3D扫描系统。附图说明图1描绘了经由三维对象来确定三维扫描系统的传感器的位置的示例三维扫描系统的高级框图；图2示出了在三维扫描系统处的确定三维扫描系统的传感器的位置的操作的示例方法的流程图；以及图3描绘了经由三维对象来确定三维扫描系统的传感器的位置的示例电子设备的高级框图。具体实施方式本公开广泛地描述了用于确定三维(3D)扫描系统中的传感器的位置的装置、方法和非暂时性计算机可读介质。如上所述，3D扫描系统使用多个传感器来收集关于3D对象或环境的物理特性(例如，形状、大小、重量、压力分布和/或颜色)的数据。然后，所收集的数据可被用于构建对象或环境的数字3D模型。3D模型的准确性部分地取决于传感器的相对位置(即，定位(location)和/或取向)的知识，这允许由各种传感器收集的数据融合到单个模型中，该单个模型是3D对象或定位的真实3D表示。本公开的示例使用具有已知几何形状、尺寸和/或颜色的单个3D校准对象来确定3D扫描系统中的多个传感器的相应和/或相对位置。在一个示例中，在扫描之前生成3D校准对象的3D模型。然后将3D校准对象定位在3D扫描系统中。3D扫描系统的传感器中的每个扫描3D校准对象，并且通过扫描收集的数据允许控制器从个体传感器的相应的视点生成校准对象的渲染(rendering)(其中任何给定的渲染可以或可以不包括整个3D校准模型)。然后，将3D模型与每个渲染对准，并且通过变换参数的集合导出传感器的相应位置(例如，定位和/或取向)。一旦知道了每个传感器的位置，就可以将多个传感器一起用于生成3D对象的准确3D模型。在本公开的上下文中，传感器的“位置”被理解为指示3D扫描系统中的传感器的定位和/或取向。传感器的“定位”可以指在3D空间中的传感器的线性位置。传感器的“取向”可以指在3D空间中的传感器的角位置。图1描绘了经由三维对象来确定三维扫描系统的传感器的位置的示例三维扫描系统100的高级框图。如图1中所示，电子设备或系统100通常包括控制器102和多个传感器，所述多个传感器包括第一传感器1041和第二传感器1042(以下统称为“传感器104”)。尽管示出了两个传感器104，但是系统100可以包括任何数量的传感器。如上所述，传感器104收集关于3D目标(例如，对象或环境)的物理特性(例如，形状、大小、重量、压力分布和/或颜色)的数据。传感器104可以包括不同类型的传感器，诸如3D照相机、彩色照相机、热照相机、深度传感器、压力板(pressureplate)和/或其他类型的传感器。例如，如果系统100用于设计定制矫正器(customorthotics)，则传感器可以包括压力板以测量足部压力(例如，以量化足部的平坦度、重量分布或其他特性)以及3D照相机以测量足部大小和几何形状。传感器104的相应的视场可以是重叠或非重叠的。控制器102通信地耦合到传感器104并且使用由传感器104收集的数据来生成3D目标的3D模型。在一些示例中，控制器102还可以向传感器104发送信号以控制传感器104的位置，以便改进数据收集过程。在扫描3D目标之前，在一个示例中，控制器102确定传感器104中的每一个的位置(例如，定位和/或取向)。知道传感器104的相对位置有助于控制器102将从传感器104收集的数据融合到3D目标的单个准确的3D模型中。在一个示例中，通过使用具有已知几何形状和尺寸的3D校准对象110的校准过程来确定传感器104的位置。3D校准对象110的已知几何形状和尺寸可以在使得其对于控制器102而言可用的3D模型108中描述。此外，3D校准对象110可以具有某些物理特性，这些物理特性被设计成辅助确定具体类型的传感器的位置。例如，红外反射校准对象可以用于确定红外照相机的位置，受力(weighted)校准对象可以用于确定压力板的位置，纹理化校准对象可以用于确定颜色传感器的位置，以及诸如此类。3D校准对象110可以放置在场景中的恒定或固定的位置，例如，使得3D校准对象110的定位和取向不改变，直至校准过程结束。一旦3D校准对象110被放置在其恒定位置，第一传感器1041从场景中的第一位置扫描3D校准对象110，而第二传感器1042从场景中的第二位置扫描3D校准对象。第一传感器1041和第二传感器1042将通过扫描获得的数据发送到控制器102。基于该数据，控制器102产生从第一传感器1041的视角描绘3D校准对象110的物理特性的第一渲染1061和从第二传感器1042的视角描绘3D校准对象110的物理特性的第二渲染1062。第一传感器1041和第二传感器1042可以同时操作以扫描3D校准对象110，或者第一传感器1041和第二传感器1042可以一次操作一个(例如，第二传感器1042不开始扫描，直到第一传感器1041完成扫描)。第一渲染106t和第二渲染1062两者都由控制器102连同3D校准对象110的3D模型108使用，以确定传感器104的位置。参考图2更详细地描述了用于使用该信息来确定传感器104的位置的方法的一个示例。图2示出了在三维扫描系统处的确定三维扫描系统的传感器的位置的操作的示例方法200的流程图。方法200可以例如由图1的控制器102来执行。这样，在方法200的讨论中可以参考图1的3D扫描系统100的部件。然而，为了示例，进行了这样的参考，并且这样的参考不旨在限制。方法200开始于框202中。在框204中，获得例如3D校准对象之类的3D对象的3D模型。3D模型描述了3D校准对象的几何形状和尺寸，以及3D校准对象的潜在的其他物理特性(例如，颜色、重量等)。可以通过精确制造(例如，从3D校准对象的计算机辅助设计数据)、通过由校准的3D扫描系统对3D校准对象的3D扫描、或通过其他可靠手段来获得3D模型。在框206中，从描述3D校准对象(例如，描述3D校准对象的物理特性)的数据的第一集合生成3D校准对象的第一渲染。数据的第一集合可以由第一传感器收集。第一传感器具有3D扫描系统中的第一位置，其中3D校准对象被放置在恒定位置(例如，在3D扫描系统内具有方便的原点的某个位置)。从该第一位置，第一传感器具有第一视场，该第一视场允许第一传感器检测和扫描3D校准对象的至少部分的物理特性。由第一传感器检测的物理特性的类型取决于第一传感器的类型。例如，第一传感器可包括3D照相机、彩色照相机、热照相机、深度传感器、压力板和/或另外类型的传感器。在框208中，从描述3D校准对象(例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n第一传感器，用于收集描述放置在场景中的恒定位置的三维对象的数据的第一集合，其中第一传感器具有在场景中的第一位置；/n第二传感器，用于收集描述三维对象的数据的第二集合，其中第二传感器具有在场景中的第二位置；以及/n控制器，用于从数据的第一集合生成三维对象的第一渲染，从数据的第二集合生成三维对象的第二渲染，以及基于第一渲染和第二渲染与三维对象的三维模型的对准来确定第一位置和第二位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：
第一传感器，用于收集描述放置在场景中的恒定位置的三维对象的数据的第一集合，其中第一传感器具有在场景中的第一位置；
第二传感器，用于收集描述三维对象的数据的第二集合，其中第二传感器具有在场景中的第二位置；以及
控制器，用于从数据的第一集合生成三维对象的第一渲染，从数据的第二集合生成三维对象的第二渲染，以及基于第一渲染和第二渲染与三维对象的三维模型的对准来确定第一位置和第二位置。


2.根据权利要求1所述的装置，其中第一传感器是与第二传感器不同类型的传感器。


3.根据权利要求1所述的装置，其中第一传感器的视场与第二传感器的视场是非重叠的。


4.根据权利要求1所述的装置，其中第一位置指示第一传感器的定位以及第一传感器的取向，并且第二位置指示第二传感器的定位以及第二传感器的取向。


5.一种编码有可由电子设备的控制器执行的指令的非暂时性机器可读存储介质，所述机器可读存储介质包括：
用于将三维对象的三维模型与三维对象的第一渲染对准的指令，所述第一渲染是基于具有在场景中的第一位置的电子设备的第一传感器收集的数据的第一集合而产生的；
用于将三维模型与三维对象的第二渲染对准的指令，所述第二渲染是基于具有在场景中的第二位置的电子设备的第二传感器收集的数据的第二集合而产生的，其中三维对象在场景中的位置在数据的第一集合和数据的第二集合的收集期间保持恒定；
用于基于三维模型与第一渲染的对准来标识第一位置的指令；以及
用于基于三维模型与第二渲染的对准来标识第二位置的指令。


6.根据权利要求5所述的非暂时性机器可读存储介质，其中第一传感器是与第二传感器不同类型的传感器。


7.根据权利要求5所述的非暂时性机器可读存储介质，其中第一传感器的视场与第二传感器的视场是非重叠的。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·特里富诺夫，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：美国;US