【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维扫描，具体而言，涉及一种三维扫描设备、三维扫描方法、三维测量设备、系统及方法。
技术介绍
1、三维扫描仪作为一种高效的快速三维数字化设备，在众多领域持续拓展其应用范畴，涵盖逆向工程、工业检测、计算机视觉、cg（computer graphics，计算机生成图像）制作等专业领域。尤其在当前迅猛发展的3d打印和智能制造领域，三维扫描仪以其前端三维数字化及三维视觉传感技术的独特优势，已然成为产业链中至关重要的组成部分。
2、对于主流手持三维扫描仪而言，当投影仪投射出的图案为网格时，通常采用一个投影仪和两个相机的结构，并且要求相机和投影仪摆放在一个近似直角三角形的顶点上，这种布局使得最终的三维扫描设备较为臃肿，极大地限制了其应用场景。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种三维扫描设备、三维扫描方法、三维测量设备、系统及方法，能够避免三维扫描设备布局臃肿，进而拓展了三维扫描设备的应用场景。
2、本专利技术的实施例可以这样实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种三维扫描设备，应用于电子设备，所述三维扫描设备包括：
4、多个设备单元，每一所述设备单元均包括满足小基线分布的拍摄设备和投影设备，各所述设备单元的投影设备均用于向目标对象投射各自预设方向的光线，各所述设备单元的拍摄设备均用于针对所有投影设备同时投射在所述目标对象上的光线交叉而成图案进行拍摄，得到每一所述拍摄设备拍摄的每张图像，以基于所有所述图像包括的多个交叉点对所
5、在可选的实施方式中，所述多个设备单元的投影设备等效为一个等效投影设备，所述等效投影设备投射的第一图案和多个所述投影设备同时投射光线形成的第二图案等同，所述第一图案为所述等效投影设备向所述目标对象投射出的光线形成的图案，所述第二图案为多个所述投影设备同时向所述目标对象投射的光线组成的图案。
6、在可选的实施方式中，所述多个设备单元呈线性分布，将位于一端的所述设备单元与所述等效投影设备的光心的连线作为坐标系的第一坐标轴，将位于另一端的所述设备单元与所述等效投影设备的光心的连线作为坐标系的第二坐标轴，位于两端的所述设备单元中投影设备的光心的连线与所述第一坐标轴或者第二坐标轴之间的夹角大于5°。
7、在可选的实施方式中，每一所述投影设备投射的光平面均过所述等效投影设备的光心。
8、在可选的实施方式中，所有所述投影设备的光心和所有所述拍摄设备的光心位于同一条直线。
9、在可选的实施方式中，每一所述投影设备投射的光线均包括连续线或者间断线。
10、在可选的实施方式中，每一所述投影设备投射的光线形成的图案均包括直线、虚线、预设图形、宽度不同的多条线中的至少一种。
11、在可选的实施方式中，每一所述投影设备投射的光线均为可见光或不可见光。
12、在可选的实施方式中，所述三维扫描设备还包括控制电路，所述控制电路用于控制多个所述投影设备同时向所述目标对象投射光线以及控制多个所述拍摄设备同时向所述目标对象拍摄。
13、在可选的实施方式中，所述三维扫描设备还包括计算单元，所述计算单元用于基于所有图像包括的多个交叉点对所述目标对象进行三维测量。
14、第二方面，本专利技术提供一种三维测量设备，所述三维测量设备包括接口和处理器；
15、所述接口，用于获取目标对象的多张图像，每张所述图像均包括多个交叉点，每张所述图像是三维扫描设备的每个设备单元的拍摄设备针对所述目标对象上的图案进行拍摄得到的，所述图案是由所有所述设备单元的投影设备均向所述目标对象投射各自预设方向的光线形成的；
16、所述处理器，用于基于所述多张图像中的多个交叉点之间的对应关系确定目标对象的三维坐标，以实现对所述目标对象的三维测量。
17、第三方面，本专利技术提供一种三维扫描方法，应用于三维扫描设备，所述三维扫描设备包括多个设备单元，每一所述设备单元均包括满足小基线分布的拍摄设备和投影设备，所述方法包括：
18、各所述设备单元的投影设备均向目标对象投射各自预设方向的光线，以使多条所述光线交叉并在所述目标对象上形成图案；
19、各所述设备单元的拍摄设备均向所述目标对象上的所述图案进行拍摄，得到每一张图像，以基于所有所述图像包括的多个交叉点对所述目标对象进行三维测量。
20、第四方面，本专利技术提供一种三维测量系统，所述三维测量系统包括上述第一方面所述的三维扫描设备和上述第二方面所述的三维测量设备。
21、第五方面，本专利技术提供一种三维测量方法，应用于三维测量系统，所述三维测量系统包括三维扫描设备和三维测量设备，所述三维扫描设备包括多个设备单元，每一所述设备单元均包括满足小基线分布的拍摄设备和投影设备，所述方法包括：
22、所述三维扫描设备中各所述拍摄设备拍摄目标对象，得到多张图像并将所述多张图像发送至所述三维测量设备；
23、所述三维测量设备基于所述多张图像中每一张图像中的多个交叉点之间的对应关系确定所述目标对象的三维坐标，以实现对所述目标对象的三维测量。
24、在可选的实施方式中，所述方法还包括：
25、每一所述设备单元随着所述三维扫描设备按照预设轨迹移动，以在各个预设时刻使每一所述设备单元的拍摄设备同时拍摄目标对象的各个面上的图案，得到的各个面的每张图像，每一面上的图案是对应所述预设时刻由所有所述设备单元的投影设备同时向所述目标对象的面投射各自预设方向的光线交叉形成的；
26、基于每一面的所述多张图像中每一张图像中的多个交叉点之间的对应关系，确定所述目标对象的每一面的三维坐标；
27、根据所述目标对象的所有面的三维坐标，对所述目标对象进行三维测量。
28、相对于现有技术而言，本专利技术具有以下有益效果：
29、本专利技术将三维扫描设备的一个拍摄设备和一个投影设备作为一个设备单元，同一个设备单元中的投影设备和拍摄设备满足小基线分布，多个设备单元中的多个投影设备同时向目标对象投射不同方向的光线，多个设备单元组中的多个拍摄设备同时针对目标对象上的光线交叉而成图案进行拍摄得到的多张图像，基于三维扫描设备中所有拍摄设备拍摄的所有图像包括的多个交叉点实现了对目标对象的三维测量。本专利技术通过利用多个设备单元，且同一个设备单元中的投影设备和拍摄设备满足小基线分布，避免了三维扫描设备过于臃肿，使得三维扫描设备更简洁、更紧凑，极大地拓展了三维扫描设备的应用场景。
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1.一种三维扫描设备，其特征在于，所述三维扫描设备包括：
2.如权利要求1所述的三维扫描设备，其特征在于，所述多个设备单元的投影设备等效为一个等效投影设备，所述等效投影设备投射的第一图案和多个所述投影设备同时投射光线形成的第二图案等同，所述第一图案为所述等效投影设备向所述目标对象投射出的光线形成的图案，所述第二图案为多个所述投影设备同时向所述目标对象投射的光线组成的图案。
3.如权利要求2所述的三维扫描设备，其特征在于，所述多个设备单元呈线性分布，将位于一端的所述设备单元与所述等效投影设备的光心的连线作为坐标系的第一坐标轴，将位于另一端的所述设备单元与所述等效投影设备的光心的连线作为坐标系的第二坐标轴，位于两端的所述设备单元中投影设备的光心的连线与所述第一坐标轴或者第二坐标轴之间的夹角大于5°。
4.如权利要求2所述的三维扫描设备，其特征在于，每一所述投影设备投射的光平面均过所述等效投影设备的光心。
5.如权利要求1所述的三维扫描设备，其特征在于，所有所述投影设备的光心和所有所述拍摄设备的光心位于同一条直线。
6.如权利
7.如权利要求1所述的三维扫描设备，其特征在于，每一所述投影设备投射的光线形成的图案均包括直线、虚线、预设图形、宽度不同的多条线中的至少一种。
8.如权利要求1所述的三维扫描设备，其特征在于，每一所述投影设备投射的光线均为可见光或不可见光。
9.如权利要求1所述的三维扫描设备，其特征在于，所述三维扫描设备还包括控制电路，所述控制电路用于控制多个所述投影设备同时向所述目标对象投射光线以及控制多个所述拍摄设备同时向所述目标对象拍摄。
10.如权利要求1所述的三维扫描设备，其特征在于，所述三维扫描设备还包括计算单元，所述计算单元用于基于所有图像包括的多个交叉点对所述目标对象进行三维测量。
11.一种三维测量设备，其特征在于，所述三维测量设备包括接口和处理器；
12.一种三维扫描方法，其特征在于，应用于三维扫描设备，所述三维扫描设备包括多个设备单元，每一所述设备单元均包括满足小基线分布的拍摄设备和投影设备，所述方法包括：
13.一种三维测量系统，其特征在于，所述三维测量系统包括如权利要求1-10中任一项所述的三维扫描设备和如权利要求11所述的三维测量设备。
14.一种三维测量方法，其特征在于，应用于三维测量系统，所述三维测量系统包括三维扫描设备和三维测量设备，所述三维扫描设备包括多个设备单元，每一所述设备单元均包括满足小基线分布的拍摄设备和投影设备，所述方法包括：
15.如权利要求14所述的三维测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种三维扫描设备，其特征在于，所述三维扫描设备包括：
2.如权利要求1所述的三维扫描设备，其特征在于，所述多个设备单元的投影设备等效为一个等效投影设备，所述等效投影设备投射的第一图案和多个所述投影设备同时投射光线形成的第二图案等同，所述第一图案为所述等效投影设备向所述目标对象投射出的光线形成的图案，所述第二图案为多个所述投影设备同时向所述目标对象投射的光线组成的图案。
3.如权利要求2所述的三维扫描设备，其特征在于，所述多个设备单元呈线性分布，将位于一端的所述设备单元与所述等效投影设备的光心的连线作为坐标系的第一坐标轴，将位于另一端的所述设备单元与所述等效投影设备的光心的连线作为坐标系的第二坐标轴，位于两端的所述设备单元中投影设备的光心的连线与所述第一坐标轴或者第二坐标轴之间的夹角大于5°。
4.如权利要求2所述的三维扫描设备，其特征在于，每一所述投影设备投射的光平面均过所述等效投影设备的光心。
5.如权利要求1所述的三维扫描设备，其特征在于，所有所述投影设备的光心和所有所述拍摄设备的光心位于同一条直线。
6.如权利要求1所述的三维扫描设备，其特征在于，每一所述投影设备投射的光线均包括连续线或者间断线。
7.如权利要求1所述的三维扫描设备，其特征在于，每一所述投影设备投射的光线形成的图案均包括直线、虚线、预设图形、宽度不同的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李云强，陈颖，杨宇，罗苇，丁勇，
申请(专利权)人：深圳积木易搭科技技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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