CN104251669B - 一种具有旋转工作台的三维扫描系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种具有旋转工作台的三维扫描系统，包括：底座、工作台、转轴、驱动机构、支撑架、光发射模块、图像拍摄模块和控制处理模块；工作台通过转轴可转动的安装在底座上并用于承载扫描件，驱动机构用于驱动转轴转动；支撑架安装在底座上，光发射模块和图像拍摄模块均安装在支撑架上；光发射模块用于向扫描件投射光线，图像拍摄模块用于对扫描件拍摄图像；控制处理模块用于将图像信息转换为数据信息，并对数据信息进行运算建立数据模型，其分别连接驱动机构、光发射模块和图像拍摄模块并控制其工作。本发明提出的一种具有旋转工作台的三维扫描系统，可实现扫描件自动旋转以切换拍摄角度，降低了劳动强度，并提高了扫描精度。

Description

一种具有旋转工作台的三维扫描系统
技术领域
本发明涉及三维扫描技术领域，尤其涉及一种具有旋转工作台的三维扫描系统。
背景技术
早先我国的三维测量设备大多为三坐标测量机，这种设备的特点是单点坐标提取，测量直线距离尚可，对于曲面和一些容易变形的软胶类样件，就不能很快捷、简便的解决问题了。由于生产技术的不断提高，大量如此类的测量需求，促使了非接触式的三维扫描仪的问世。非接触式三维扫描仪是通过光反射原理来取得样件表面影像，再通过软件的解析工作来分析出每个反射点相对于坐标0点的位置信息，形成一组真实的点群，也称之为点云。三维点云真实的反映了物件表面的三维外形，最高精确度可达到0.02MM。
非接触式扫描仪解决了曲面测量，尤其是非规则曲面的测量问题。例如，人们可以扫描人脸的三维数据，提取三维曲线，制作一个与脸型吻合的面罩，由此来实现个性化定制；可以利用三维扫描仪对文物的外形扫描，做成真实度很高的虚拟博物馆；可以利用三维扫描仪技术改善传统手工模具开模方式，配合三维数字化技术，提高模具的生产效率；可以利用三维扫描仪技术检测产品曲面外形是否符合标准；可以利用三维扫描仪，逆向各类产品的三维图纸。诸如此类，只要在数字化时代中，想以不规则曲面、不规则曲线为依据做研究，做生产，做开发都离不开三维扫描仪设备的帮忙。三维扫描仪设备已经潜移默化的成为了三维工业时代的必要设备。
现今，三维扫描仪实现拍摄角度的转换是通过移动支撑架来实现的，不仅劳动强度大，移动速度慢，而且相对坐标变化大，难以掌控，不利于拍摄图像的均衡性，增加了拼接难度。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种具有旋转工作台的三维扫描系统，可实现扫描件自动旋转以切换拍摄角度，降低了劳动强度，并提高了扫描精度。
本发明提出的一种具有旋转工作台的三维扫描系统，包括：底座、工作台、转轴、驱动机构、支撑架、光发射模块、图像拍摄模块和控制处理模块；
工作台通过转轴可转动的安装在底座上并用于承载扫描件，驱动机构用于驱动转轴转动；
支撑架安装在底座上，光发射模块和图像拍摄模块均安装在支撑架上；光发射模块用于向扫描件投射光线，图像拍摄模块用于对扫描件拍摄图像；
控制处理模块用于将图像信息转换为数据信息，并对数据信息进行运算建立数据模型，其分别连接驱动机构、光发射模块和图像拍摄模块并控制其工作。
优选地，控制处理模块工作方式为：控制处理模块中根据扫描件结构预设多种工作台位置状态，并通过控制驱动机构驱动转轴转动以切换工作台位置状态，控制处理模块控制图像拍摄模块对每一个工作台位置状态下的扫描件拍摄图像，并接收图像信息，控制处理模块根据图像信息进行处理建立模型。
优选地，图像拍摄模块为白光发射器。
优选地，图像拍摄模块为白光光栅发射器。
优选地，图像拍摄模块为机器视觉相机。
本发明提供的具有旋转工作台的三维扫描系统利用承载扫描件的工作台转动来切换拍摄角度，由于图像拍摄模块固定安装且与工作台转动轴相对位置固定，更加容易对数据点云进行坐标定位，有利于减小误差，正确并快速的进行模型重建。
本发明中通过控制工作台转动以实现多种拍摄角度的切换，可为模型重建提供充足的图像参考依据，有利于保证图像拼接的完整性，最大程度保证三维模型重建与扫描件的吻合，进一步提高数据模型建立的便捷性和真实性。
本发明中，控制处理模块中预设的多种工作台位置状态可根据扫描件进行修改，既针对任意扫描件设定最佳拍摄角度，既扩大了该三维扫描仪的使用范围，又提高了扫描针对性，有利于提高模型重建的准确。
附图说明
图1为本发明提出的一种具有旋转工作台的三维扫描系统结构示意图；
图2为本发明提出的一种具有旋转工作台的三维扫描系统控制示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，本发明提出的一种具有旋转工作台的三维扫描系统，包括：底座1、工作台2、转轴3、驱动机构、支撑架4、光发射模块5、图像拍摄模块6和控制处理模块。
工作台2通过转轴3可转动的安装在底座1上并用于承载扫描件100，驱动机构用于驱动转轴3转动。
支撑架4安装在底座1上，光发射模块5和图像拍摄模块6均安装在支撑架4上。光发射模块5用于向扫描件100投射光线，图像拍摄模块6用于对扫描件100拍摄图像。
本实施方式中，光发射模块5采用白光发射器，以便发射白光避免对人体造成伤害，具体可优选为白光光栅发射器，以便发射结构光，增加图像拍摄的深度效果。图像拍摄模块6为机器视觉相机，以利于图像信息的传输。
控制处理模块用于将图像信息转换为数据信息，并对数据信息进行运算建立数据模型，其分别连接驱动机构、光发射模块5和图像拍摄模块6并控制其工作。
该三维扫描系统具体工作方式为：控制处理模块中根据扫描件100结构预设多种工作台2位置状态，并通过控制驱动机构驱动转轴3转动以切换工作台2位置状态，控制处理模块控制图像拍摄模块6对每一个工作台2位置状态下的扫描件100拍摄图像，并接收图像信息，控制处理模块根据图像信息进行处理建立模型。
控制处理模块中预设的多种工作台2位置状态可根据扫描件100的不同进行修改，既针对任意扫描件100设定最佳拍摄角度，既扩大了该三维扫描仪的使用范围，又提高了扫描针对性，有利于提高模型重建的准确。
该三维扫描系统利用承载扫描件100的工作台2转动来切换拍摄角度，由于图像拍摄模块6固定安装且与工作台2转动轴相对位置固定，更加容易对数据点云进行坐标定位，有利于减小误差，正确并快速的进行模型重建。
通过控制工作台2转动可实现多种拍摄角度，为模型重建提供了充足的图像参考依据，有利于保证图像拼接的完整性，最大程度保证三维模型重建与扫描件100的吻合，进一步提高数据模型建立的便捷性和真实性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有旋转工作台的三维扫描系统，其特征在于，包括：底座(1)、工作台(2)、转轴(3)、驱动机构、支撑架(4)、光发射模块(5)、图像拍摄模块(6)和控制处理模块；
工作台(2)通过转轴(3)可转动的安装在底座(1)上并用于承载扫描件(100)，驱动机构用于驱动转轴(3)转动；
支撑架(4)安装在底座(1)上，光发射模块(5)和图像拍摄模块(6)均安装在支撑架(4)上；光发射模块(5)用于向扫描件(100)投射光线，图像拍摄模块(6)用于对扫描件(100)拍摄图像；
控制处理模块用于将图像信息转换为数据信息，并对数据信息进行运算建立数据模型，其分别连接驱动机构、光发射模块(5)和图像拍摄模块(6)并控制其工作；
控制处理模块工作方式为：控制处理模块中根据扫描件(100)结构预设多种工作台(2)位置状态，并通过控制驱动机构驱动转轴(3)转动以切换工作台(2)位置状态，控制处理模块控制图像拍摄模块(6)对每一个工作台(2)位置状态下的扫描件(100)拍摄图像，并接收图像信息，控制处理模块根据图像信息进行处理建立模型。
2.如权利要求1所述的具有旋转工作台的三维扫描系统，其特征在于，图像拍摄模块(6)为白光发射器。
3.如权利要求2所述的具有旋转工作台的三维扫描系统，其特征在于，图像拍摄模块(6)为白光光栅发射器。
4.如权利要求1所述的具有旋转工作台的三维扫描系统，其特征在于，图像拍摄模块为机器视觉相机。
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