扫描仪和三维扫描系统技术方案

本申请涉及一种扫描仪和三维扫描系统，包括投射装置、内部相机模组和外部相机模组，投射装置向被测物体投射重建图案；内部相机模组配置为第二扫描范围，用于采集被测物体反射的基于重建图案的精细影像信息；外部相机模组配置为第一扫描范围，且第一扫描范围大于第二扫描范围，用于采集被测物体表面的粗略影像信息，以指示基于所述精细影像信息获取的点云数据进行拼接，得到所述被测物体完整的三维数据。本申请通过外部相机模组采集的被测物体粗略影像信息来辅助精细影像信息对应的点云数据的拼接，进而实现被测物体完整的三维数据的获取，可以在降低标志点使用量的情况下，保证扫描的数据细节，提高扫描的精确度。

【技术实现步骤摘要】
扫描仪和三维扫描系统
本专利技术涉及三维模型重建
，特别是涉及一种扫描仪和三维扫描系统。
技术介绍
随着数字图像处理、数字投影显示和计算机处理技术的发展与成熟，三维扫描技术得到了快速的发展。三维扫描系统可以将结构光投影到物体表面，摄像设备拍摄结构光投射下的图像，根据拍摄到的图像的形状利用三维重建算法来重建获取物体表面的三维尺寸信息。传统地，三维扫描系统使用同一组相机同时识别标志点和调制重建图案，用标志点进行拼接后完成调制重建图案的拼接。但是上述三维扫描系统若要保证三维模型的精确度需要粘贴足够多的标志点，导致最后数据中的很多空洞需要后期填补。
技术实现思路
本申请提供一种扫描仪和三维扫描系统，可以在降低标志点使用量的情况下，保证扫描的数据细节，提高扫描的精确度。一种扫描仪，所述扫描仪扫描仪本体，所述扫描仪本体包括：投射装置，用于向被测物体投射重建图案；内部相机模组，所述内部相机模组配置为第二扫描范围，用于采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息；外部相机模组，所述外部相机模组配置为第一扫描范围，用于采集所述被测物体表面的粗略影像信息，以根据所述粗略影像信息和所述精细影像信息得到所述被测物体完整的三维数据；所述第二扫描范围小于所述第一扫描范围。在一实施例中，所述扫描仪本体包括壳体，所述投射装置、内部相机模组和外部相机模组安装于所述壳体内，所述扫描仪还包括握持部，所述握持部安装于所述扫描仪本体。在一实施例中，所述外部相机模组还包括第一波段的第一照明件和第一滤光片，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，用于投射第一波段的光以照亮被测物体表面的标志点；所述第一滤光片设置于所述外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；所述外部相机模组用于采集所述被测物体第一波段的标志点；所述内部相机模组包括第二波段的第二滤光片，所述第二滤光片设置于所述内部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光，所述第一波段与所述第二波段为不同的波段；所述投射装置包括投射器，所述投射器用于向所述被测物体投射第二波段的重建图案，以使所述内部相机模组同步采集所述被测物体在第二波段的调制重建图案。在一实施例中，所述投射装置包括第一投射器和第二投射器，所述第一投射器用于投射第一波段的重建图案，所述第二投射器用于投射第二波段的重建图案，所述外部相机模组还包括第一波段的第一照明件和第一滤光片，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，用于投射第一波段的光以照亮被测物体表面的标志点，所述第一滤光片设置于所述外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；所述内部相机模组还包括第二波段的第二照明件和第二滤光片，所述第二照明件环形设置在所述内部相机周围，用于投射第二波段的光以照亮被测物体表面的标志点，所述第二滤光片设置于所述外部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光；所述外部相机模组用于采集所述被测物体第一波段的标志点和调制重建图案；所述内部相机模组用于同步采集所述被测物体第二波段的标志点和调制重建图案。在一实施例中，所述投射装置包括双频投射器，所述双频投射器用于在第一时间周期投射第一波段的重建图案，在第二时间周期投射第二波段的重建图案；所述扫描仪本体还包括第一照明件和第二照明件，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，所述第二照明件环形设置在所述内部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点；所述外部相机模组用于在第一时间周期采集所述被测物体的标志点和调制重建图案；所述内部相机模组用于在第二时间周期采集所述被测物体的标志点和调制重建图案。在一实施例中，所述投射装置包括第一投射器和第二投射器，所述第一投射器用于在第一时间周期向所述被测物体投射第一波段的重建图案，所述第二投射器在第二时间周期向所述被测物体投射第二波段的重建图案；所述扫描仪本体还包括第一照明件和第二照明件，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，所述第二照明件环形设置在所述内部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点；所述外部相机模组用于在第一时间周期采集所述被测物体的标志点和调制重建图案；所述内部相机模组用于在第二时间周期采集所述被测物体的标志点和调制重建图案。在一实施例中，所述投射装置包括投射器，所述投射器用于向被测物体投射重建图案；所述三维扫描系统还包括第一照明件和第二照明件，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，所述第二照明件环形设置在所述内部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点；所述外部相机模组用于在第一时间周期采集所述被测物体的标志点；所述内部相机模组用于在第二时间周期采集所述被测物体的标志点和调制重建图案。在一实施例中，所述外部相机模组包括第一波段的第一照明件和第一滤光片；所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点；所述第一滤光片设置于所述外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；所述内部相机模组包括第二波段的第二照明件；所述投射装置包括第二投射器，所述第二投射器用于向被测物体投射第二波段的重建图案；所述外部相机模组用于采集所述被测物体第一波段的标志点；所述内部相机模组用于同步采集所述被测物体第二波段的标志点和调制重建图案。在一实施例中，所述外部相机模组包括第一波段的第一照明件和第一滤光片；所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点；所述第一滤光片设置于所述外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；所述投射装置包括第一投射器和第二投射器，所述第一投射器用于向被测物体投射第一波段的重建图案；所述第二投射器用于向被测物体投射第二波段的重建图案；所述外部相机模组用于采集所述被测物体的标志点和第一波段的调制重建图案；所述内部相机模组用于同步采集所述被测物体的标志点和第二波段的调制重建图案。在一实施例中，所述外部相机模组包括第一相机和第二相机，所述内部相机模组包括第三相机；所述第三相机设置在所述第一相机和第二相机之间；所述投射装置设置在所述第三相机和所述第一相机之间，或设置在所述第三相机和所述第二相机之间。在一实施例中，所述外部相机模组包括第一相机和第二相机，所述内部相机模组包括第三相机和第四相机；所述第三相机和第四相机均位于所述第一相机和第二相机之间，所述投射装置设置在所述第三相机和第四相机之间。一种三维扫描系统，所述三维扫描系统包括上述的扫描仪，所述扫描仪包括扫描仪本体，所述扫描仪本体包括：投射装置，用于向被测物体投射重建图案；外部相机模组，所述外部相机模组配置为第一扫描范围，所述外部相机模组包括多个外部相机，用于采集所述被测物体反射的基于所述投射重建图案的粗略影像信息；内部相机模组，所述内部相机模组配置为第二扫描范围，所述内部相机模组包括至少一个内部相机，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描仪，其特征在于，所述扫描仪包括扫描仪本体，所述扫描仪本体包括：/n投射装置，用于向被测物体投射重建图案；/n内部相机模组，所述内部相机模组配置为第二扫描范围，用于采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息；/n外部相机模组，所述外部相机模组配置为第一扫描范围，用于采集所述被测物体表面的粗略影像信息，以根据所述粗略影像信息和所述精细影像信息得到所述被测物体完整的三维数据；所述第二扫描范围小于所述第一扫描范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种扫描仪，其特征在于，所述扫描仪包括扫描仪本体，所述扫描仪本体包括：
投射装置，用于向被测物体投射重建图案；
内部相机模组，所述内部相机模组配置为第二扫描范围，用于采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息；
外部相机模组，所述外部相机模组配置为第一扫描范围，用于采集所述被测物体表面的粗略影像信息，以根据所述粗略影像信息和所述精细影像信息得到所述被测物体完整的三维数据；所述第二扫描范围小于所述第一扫描范围。


2.根据权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述扫描仪本体包括壳体，所述投射装置、内部相机模组和外部相机模组安装于所述壳体内，所述扫描仪还包括握持部，所述握持部安装于所述扫描仪本体。


3.根据权利要求1或2所述的扫描仪，其特征在于，
所述外部相机模组还包括第一波段的第一照明件和第一滤光片，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，用于投射第一波段的光以照亮被测物体表面的标志点；所述第一滤光片设置于所述外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；所述外部相机模组用于采集所述被测物体第一波段的标志点；
所述内部相机模组包括第二波段的第二滤光片，所述第二滤光片设置于所述内部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光，所述第一波段与所述第二波段为不同的波段；
所述投射装置包括投射器，所述投射器用于向所述被测物体投射第二波段的重建图案，以使所述内部相机模组同步采集所述被测物体在第二波段的调制重建图案。


4.根据权利要求1或2所述的扫描仪，其特征在于，所述投射装置包括第一投射器和第二投射器，所述第一投射器用于投射第一波段的重建图案，所述第二投射器用于投射第二波段的重建图案，所述外部相机模组还包括第一波段的第一照明件和第一滤光片，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，用于投射第一波段的光以照亮被测物体表面的标志点，所述第一滤光片设置于所述外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；
所述内部相机模组还包括第二波段的第二照明件和第二滤光片，所述第二照明件环形设置在所述内部相机周围，用于投射第二波段的光以照亮被测物体表面的标志点，所述第二滤光片设置于所述外部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光；
所述外部相机模组用于采集所述被测物体第一波段的标志点和调制重建图案；
所述内部相机模组用于采集所述被测物体第二波段的标志点和调制重建图案。


5.根据权利要求1或2所述的扫描仪，其特征在于，所述投射装置包括双频投射器，所述双频投射器用于在第一时间周期投射第一波段的重建图案，在第二时间周期投射第二波段的重建图案；所述扫描仪本体还包括第一照明件和第二照明件，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，所述第二照明件环形设置在所述内部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点；
所述外部相机模组用于在第一时间周期采集所述被测物体的标志点和调制重建图案；
所述内部相机模组用于在第二时间周期采集所述被测物体的标志点和调制重建图案。


6.根据权利要求1或2所述的扫描仪，其特征在于，所述投射装置包括第一投射器和第二投射器，所述第一投射器用于在第一时间周期向所述被测物体投射第一波段的重建图案，所述第二投射器在第二时间周期向所述被测物体投射第二波段的重建图案；所述扫描仪本体还包括第一照明件和第二照明件，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，所述第二照明件环形设置在所述内部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点；
所述外部相机模组用于在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓波，王文斌，
申请(专利权)人：先临三维科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33