一种物体表面轮廓三维扫描方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种物体表面轮廓三维扫描方法、装置及电子设备，该方法包括分别采集待扫描物体的三视图图像数据；获取激光发射器的入射激光信息，基于入射激光信息计算正面投影图像的反射遮挡点集，并结合反射遮挡点集、水平投影图像、侧面投影图像生成三维反射遮挡区域；调整入射角度，记录三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息；基于当前入射激光信息调整相机的拍摄角度和拍摄高度后，控制相机获取条纹图像，并基于条纹图像生成待扫描物体的三维表面轮廓。本发明专利技术实现了通过三视图图像数据来预估三维反射遮挡区域，并确定不存在三维反射遮挡区域时的激光入射角度，消除了遮挡区域，保证了扫描出来的表面轮廓的准确性。保证了扫描出来的表面轮廓的准确性。保证了扫描出来的表面轮廓的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种物体表面轮廓三维扫描方法、装置及电子设备


[0001]本申请涉及激光扫描
，具体而言，涉及一种物体表面轮廓三维扫描方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]线结构光三维扫描装置通过将激光发射器与相机系统以一定角度固定安装，使得相机能获取到激光投射在目标物体上的条纹图像，可以高分辨率、快速的获取被测物体表面轮廓的三维坐标信息。在对卷烟包装盒的表面扫描过程中，由于激光发射器和相机的固定，即发射的激光具有一定的倾斜角度，而卷烟包装盒表面可能会凸印装饰，针对不同表面高度的被测物体，部分反射激光会被遮挡，造成了扫描的局限，最终使得扫描出来的表面轮廓与实际轮廓不符。虽然可以通过人工调整相机的角度来扩大扫描范围，但这样操作非常繁琐。且经实验验证，相机拍摄角度为45
°
时的图像获取效果最好，应在保证相机能够扫描到全部轮廓的同时使得拍摄角度尽可能的趋近于45
°
，人工调整的方式无法保证角度调整精度。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种物体表面轮廓三维扫描方法、装置及电子设备。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种物体表面轮廓三维扫描方法，所述方法包括：分别采集待扫描物体的三视图图像数据，所述三视图图像数据包括正面投影图像、水平投影图像、侧面投影图像；获取激光发射器的入射激光信息，基于所述入射激光信息计算所述正面投影图像的反射遮挡点集，并结合所述反射遮挡点集、水平投影图像、侧面投影图像生成三维反射遮挡区域，所述入射激光信息包括入射角度、激光路径；调整所述入射角度，记录所述三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息；基于所述当前入射激光信息调整相机的拍摄角度和拍摄高度后，控制所述相机获取条纹图像，并基于所述条纹图像生成所述待扫描物体的三维表面轮廓，所述条纹图像为所述激光发射器投射在所述待扫描物体上的图像。
[0005]优选的，所述调整所述入射角度，记录所述三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息，包括：调整所述入射角度，持续监控所述三维反射遮挡区域的体积变化；当所述三维反射遮挡区域的体积能够变化至零时，记录所述三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息，并基于所述入射激光信息固定所述入射角度；当所述三维反射遮挡区域的体积不能够变化至零时，基于所述体积变化的变化趋势控制所述待扫描物体转动，重复所述分别采集待扫描物体的三视图图像数据的步骤。
[0006]优选的，所述基于所述体积变化的变化趋势控制所述待扫描物体转动，包括：解析所述体积变化的变化趋势，确定所述三维反射遮挡区域中未曾发生过变化的恒定遮挡区域；控制所述待扫描物体转动预设旋转角度。
[0007]优选的，所述当所述三维反射遮挡区域的体积不能够变化至零时，基于所述体积变化的变化趋势控制所述待扫描物体转动，重复所述分别采集待扫描物体的三视图图像数据的步骤之后，还包括：当再次解析得到所述恒定遮挡区域时，计算所述待扫描物体在基于所述预设旋转角度转动过程中的遮挡区域变化信息，所述遮挡区域变化信息包括遮挡区域变化趋势、遮挡区域变化体积；基于所述遮挡区域变化信息确定调整旋转角度，并控制所述待扫描物体转动调整旋转角度。
[0008]优选的，所述方法还包括：当所述当前入射激光信息对应的当前入射角度超出预设角度范围时，基于预设入射角度调整所述相机，并生成所述待扫描物体的补正表面轮廓；基于所述补正表面轮廓优化所述三维表面轮廓。
[0009]优选的，所述方法还包括：存储所述三视图图像数据至数据库，得到历史三视图数据；当采集到新的待扫描物体的第一三视图图像数据时，基于所述第一三视图图像数据查询所述数据库；若数据库中存在与所述第一三视图图像数据匹配的历史三视图数据，基于所述历史三视图数据对应的所述当前入射激光信息调整所述相机。
[0010]第二方面，本申请实施例提供了一种物体表面轮廓三维扫描装置，所述装置包括：采集模块，用于分别采集待扫描物体的三视图图像数据，所述三视图图像数据包括正面投影图像、水平投影图像、侧面投影图像；计算模块，用于获取激光发射器的入射激光信息，基于所述入射激光信息计算所述正面投影图像的反射遮挡点集，并结合所述反射遮挡点集、水平投影图像、侧面投影图像生成三维反射遮挡区域，所述入射激光信息包括入射角度、激光路径；调整模块，用于调整所述入射角度，记录所述三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息；控制模块，用于基于所述当前入射激光信息调整相机的拍摄角度和拍摄高度后，控制所述相机获取条纹图像，并基于所述条纹图像生成所述待扫描物体的三维表面轮廓，所述条纹图像为所述激光发射器投射在所述待扫描物体上的图像。
[0011]第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法的步骤。
[0012]第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法。
[0013]本专利技术的有益效果为：在对物体进行表面轮廓扫描之前，通过物体的三视图图像数据来预估实际扫描时会存在的三维反射遮挡区域，并计算确定出刚好不存在三维反射遮挡区域时的激光入射角度，以此来调整激光发射器和相机，完成对物体的表面轮廓扫描，在最大限度保证扫描精度的情况下能够自动根据物体表面的不同形状进行激光入射角度的调整，消除了遮挡区域，保证了扫描出来的表面轮廓的准确性。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本申请实施例提供的一种物体表面轮廓三维扫描方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的一种物体表面轮廓三维扫描装置的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0017]在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本申请的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
[0018]下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物体表面轮廓三维扫描方法，其特征在于，所述方法包括：分别采集待扫描物体的三视图图像数据，所述三视图图像数据包括正面投影图像、水平投影图像、侧面投影图像；获取激光发射器的入射激光信息，基于所述入射激光信息计算所述正面投影图像的反射遮挡点集，并结合所述反射遮挡点集、水平投影图像、侧面投影图像生成三维反射遮挡区域，所述入射激光信息包括入射角度、激光路径；调整所述入射角度，记录所述三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息；基于所述当前入射激光信息调整相机的拍摄角度和拍摄高度后，控制所述相机获取条纹图像，并基于所述条纹图像生成所述待扫描物体的三维表面轮廓，所述条纹图像为所述激光发射器投射在所述待扫描物体上的图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述入射角度，记录所述三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息，包括：调整所述入射角度，持续监控所述三维反射遮挡区域的体积变化；当所述三维反射遮挡区域的体积能够变化至零时，记录所述三维反射遮挡区域刚好消失时的当前入射激光信息，并基于所述入射激光信息固定所述入射角度；当所述三维反射遮挡区域的体积不能够变化至零时，基于所述体积变化的变化趋势控制所述待扫描物体转动，重复所述分别采集待扫描物体的三视图图像数据的步骤。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述体积变化的变化趋势控制所述待扫描物体转动，包括：解析所述体积变化的变化趋势，确定所述三维反射遮挡区域中未曾发生过变化的恒定遮挡区域；控制所述待扫描物体转动预设旋转角度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当所述三维反射遮挡区域的体积不能够变化至零时，基于所述体积变化的变化趋势控制所述待扫描物体转动，重复所述分别采集待扫描物体的三视图图像数据的步骤之后，还包括：当再次解析得到所述恒定遮挡区域时，计算所述待扫描物体在基于所述预设旋转角度转动过程中的遮挡区域变化信息，所述遮挡区域变化信息包括遮挡区域变化趋势、遮挡区域变化体积；基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文婷，黄轲，贾伟萍，程占刚，胡素霞，廖宇，陈琳，王娜，
申请(专利权)人：湖北中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：