CN104268930A - 一种坐标对比三维扫描方法 - Google Patents

一种坐标对比三维扫描方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104268930A
CN104268930A CN201410458864.8A CN201410458864A CN104268930A CN 104268930 A CN104268930 A CN 104268930A CN 201410458864 A CN201410458864 A CN 201410458864A CN 104268930 A CN104268930 A CN 104268930A
Authority
CN
China
Prior art keywords
point
relative
scanned copy
coordinate
scanner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410458864.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104268930B (zh
Inventor
吕月林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhu woods one Electronic Science and Technology Co., Ltd.
Original Assignee
HEFEI SKE INTELLIGENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HEFEI SKE INTELLIGENT TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical HEFEI SKE INTELLIGENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410458864.8A priority Critical patent/CN104268930B/zh
Publication of CN104268930A publication Critical patent/CN104268930A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104268930B publication Critical patent/CN104268930B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2200/00—Indexing scheme for image data processing or generation, in general
    • G06T2200/08—Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving all processing steps from image acquisition to 3D model generation

Abstract

本发明提出了一种坐标对比三维扫描方法，计算扫描件的各特征点相对于定点的坐标，并以定点作为参考点重建三维模型，具体步骤如下：S1、安置扫描件与扫描仪；S2、调整扫描仪光发射器光线投射角度和拍摄器拍照角度；S3、选取定点和校准点，定点和校准点均相对于扫描件静止，且始终处于光发射器光线覆盖范围和拍摄器拍照范围内；S4、启动扫描仪对扫描件进行全方位拍照；S5、计算扫描件各特征点与定点的相对坐标、扫描件各特征点与校准点的相对坐标、校准点与定点的相对坐标；S6、以定点为坐标原点重建三维模型与校准点模型。本发明提出的一种坐标对比三维扫描方法，可提高扫描精度，保证模型与实体物件的一致。

Description

一种坐标对比三维扫描方法
技术领域
本发明涉及三维扫描技术领域，尤其涉及一种坐标对比三维扫描方法。
背景技术
视觉三维测量是基于视觉概念的非接触三维测量技术，它以图形、图像为基础来恢复三维形状，具有高速高效、高度自动化和成本低等优点。在要求自动、在线、快速的现代工业三维测量技术中，视觉三维测量是最为重要的发展方向。该技术可对人体、产品模型及不允许接触的表面进行测量，因此在逆向工程、快速原型、虚拟现实、机器视觉等领域具有广泛的应用前景，具体涉及到汽车、制造业、航空航天、医学、整形、考古、机器人等众多行业。
视觉三维测量技术一种常见的应用就是三维扫描仪。现有的三维扫描仪通过对物体进行拍照后通过标志点匹配或特征匹配进行模型重现，由于没有统一的参照物，匹配过程计算量大且容易出错。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种坐标对比三维扫描方法，可提高扫描精度，保证模型与实体物件的一致。
本发明提出的一种坐标对比三维扫描方法，计算扫描件的各特征点相对于定点的坐标，并以定点作为参考点重建三维模型，具体步骤如下：
S1、安置扫描件与扫描仪，扫描仪具有光发射器和拍摄器；
S2、调整扫描仪光发射器光线投射角度和拍摄器拍照角度，使得拍摄器可对扫描件进行全方位拍照且拍照过程中扫描件被拍照面有光线覆盖；
S3、选取定点和校准点，定点和校准点均相对于扫描件静止，且始终处于光发射器光线覆盖范围和拍摄器拍照范围内；
S4、启动扫描仪对扫描件进行全方位拍照；
S5、计算扫描件各特征点与定点的相对坐标、扫描件各特征点与校准点的相对坐标、校准点与定点的相对坐标；
S6、以定点为坐标原点，结合各特征点与定点的相对坐标重建三维模型，并重现校准点模型；
S7、计算三维模型各特征点相对于校准点模型的相对坐标，三维模型各特征点与扫描件各特征点一一对应；
S8、将扫描件各特征点与校准点的相对坐标与三维模型各特征点相对于校准点模型的相对坐标一一进行对比，查看是否有差异；
S9、当对比结果有差异时，重回步骤S5，当对比结果无差异时，完成三维模型重建。
优选地，步骤S2中通过调整扫描件位置来调整扫描仪光发射器光线投射角度和拍摄器拍照角度。
优选地，步骤S2中通过调整光发射器与拍摄器位置来调整扫描仪光发射器光线投射角度和拍摄器拍照角度。
本发明提供的坐标对比三维扫描方法，设置始终与工作台保持静止的定点，并计算各特征点与定点的相对坐标，通过相对坐标重建模型，避免了进行标志点匹配或特征匹配由于没有统一参照可能导致的误差，有利于保证模型与实体物件的一致性。
本发明提供的坐标对比三维扫描方法，充分利用相对坐标的唯一性，设置定点和校准点，前者作为模型重建的参照，后者作为模型检测的参照，为模型重建与实体物件的一致提供了双重保障。
附图说明
图1为本发明提出的一种坐标对比三维扫描方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种坐标对比三维扫描方法，计算扫描件的各特征点相对于定点的坐标，并以定点作为参考点重建三维模型，具体步骤如下：
S1、安置扫描件与扫描仪，扫描仪具有光发射器和拍摄器。
光发射器由于向扫描件表面投射光线，为深度扫描奠定基础，拍摄器用于拍摄照片为模型重建提供参考。
S2、调整扫描仪光发射器光线投射角度和拍摄器拍照角度，使得拍摄器可对扫描件进行全方位拍照且拍照过程中扫描件被拍照面有光线覆盖。
调整扫描仪光发射器光线投射角度和拍摄器拍照角度，具体可通过调整扫描件位置实现，或者通过调整光发射器与拍摄器位置实现。
S3、选取定点和校准点，定点和校准点均相对于扫描件静止，且始终处于光发射器光线覆盖范围和拍摄器拍照范围内。
定点和校准点为模型重建与检测提供参照，由于其相对于扫描件静止且存在与拍摄器拍摄的每一幅图像中，所以每一个图像特征元素的提取都可以参照定点和校准点。
S4、启动扫描仪对扫描件进行全方位拍照，以便为模型重建提供充足的图像参考依据。
S5、计算扫描件各特征点与定点的相对坐标、扫描件各特征点与校准点的相对坐标、校准点与定点的相对坐标。
S6、以定点为坐标原点，结合各特征点与定点的相对坐标重建三维模型，并重现校准点模型。
由于定点和校准点相对于扫描件静止，故而扫描件各特征点相对于校准点与定点的坐标是唯一的，故而该步骤中建立的模型具有唯一性。同理，校准点与定点的相对坐标也具有唯一性。
S7、计算三维模型各特征点相对于校准点模型的相对坐标，三维模型各特征点与扫描件各特征点一一对应。
S8、将扫描件各特征点与校准点的相对坐标与三维模型各特征点相对于校准点模型的相对坐标一一进行对比，查看是否有差异。
由于扫描件各特征点与校准点的相对坐标具有唯一性，故而，三维模型各特征点相对于校准点模型的相对坐标也具有唯一性，且当校准点与校准点模型重合时，扫描件各特征点与三维模型各特征点也应该一一重合。
S9、当对比结果有差异时，重回步骤S5，当对比结果无差异时，完成三维模型重建。
由于扫描件各特征点与校准点及定点的相对坐标具有唯一性，故而，当扫描件各特征点与三维模型各特征点无法重合时，只能是步骤S5中相对坐标的计算出现错误，此时只能重回步骤S5进行纠正。
本发明提供的坐标对比三维扫描方法，设置始终与工作台保持静止的定点，并计算各特征点与定点的相对坐标，通过相对坐标重建模型，避免了进行标志点匹配或特征匹配由于没有统一参照可能导致的误差，有利于保证模型与实体物件的一致性。
本发明提供的坐标对比三维扫描方法，充分利用相对坐标的唯一性，设置定点和校准点，前者作为模型重建的参照，后者作为模型检测的参照，为模型重建与实体物件的一致提供了双重保障。
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 (3)

1.一种坐标对比三维扫描方法，其特征在于，计算扫描件的各特征点相对于定点的坐标，并以定点作为参考点重建三维模型，具体步骤如下：
S1、安置扫描件与扫描仪，扫描仪具有光发射器和拍摄器；
S2、调整扫描仪光发射器光线投射角度和拍摄器拍照角度，使得拍摄器可对扫描件进行全方位拍照且拍照过程中扫描件被拍照面有光线覆盖；
S3、选取定点和校准点，定点和校准点均相对于扫描件静止，且始终处于光发射器光线覆盖范围和拍摄器拍照范围内；
S4、启动扫描仪对扫描件进行全方位拍照；
S5、计算扫描件各特征点与定点的相对坐标、扫描件各特征点与校准点的相对坐标、校准点与定点的相对坐标；
S6、以定点为坐标原点，结合各特征点与定点的相对坐标重建三维模型，并重现校准点模型；
S7、计算三维模型各特征点相对于校准点模型的相对坐标，三维模型各特征点与扫描件各特征点一一对应；
S8、将扫描件各特征点与校准点的相对坐标与三维模型各特征点相对于校准点模型的相对坐标一一进行对比，查看是否有差异；
S9、当对比结果有差异时，重回步骤S5，当对比结果无差异时，完成三维模型重建。
2.如权利要求1所述的坐标对比三维扫描方法，其特征在于，步骤S2中通过调整扫描件位置来调整扫描仪光发射器光线投射角度和拍摄器拍照角度。
3.如权利要求1所述的坐标对比三维扫描方法，其特征在于，步骤S2中通过调整光发射器与拍摄器位置来调整扫描仪光发射器光线投射角度和拍摄器拍照角度。
CN201410458864.8A 2014-09-10 2014-09-10 一种坐标对比三维扫描方法 Active CN104268930B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410458864.8A CN104268930B (zh) 2014-09-10 2014-09-10 一种坐标对比三维扫描方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410458864.8A CN104268930B (zh) 2014-09-10 2014-09-10 一种坐标对比三维扫描方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104268930A true CN104268930A (zh) 2015-01-07
CN104268930B CN104268930B (zh) 2018-05-01

Family

ID=52160449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410458864.8A Active CN104268930B (zh) 2014-09-10 2014-09-10 一种坐标对比三维扫描方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104268930B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106303206A (zh) * 2015-06-12 2017-01-04 西安蒜泥电子科技有限责任公司 一种人体扫描仪的摄像系统定位方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1482580A (zh) * 2002-09-15 2004-03-17 �����з��ѿƼ����޹�˾ 利用一组二维照片与三维模型库生成新的三维模型的方法
CN101216953A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 西北工业大学 颅骨三维模型构建方法
CN101853528A (zh) * 2010-05-10 2010-10-06 沈阳雅克科技有限公司 一种手持式三维型面信息提取方法及其提取仪
US8452081B2 (en) * 2011-01-11 2013-05-28 Eastman Kodak Company Forming 3D models using multiple images
CN103292699A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 深圳先进技术研究院 一种三维扫描系统及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1482580A (zh) * 2002-09-15 2004-03-17 �����з��ѿƼ����޹�˾ 利用一组二维照片与三维模型库生成新的三维模型的方法
CN101216953A (zh) * 2008-01-04 2008-07-09 西北工业大学 颅骨三维模型构建方法
CN101853528A (zh) * 2010-05-10 2010-10-06 沈阳雅克科技有限公司 一种手持式三维型面信息提取方法及其提取仪
US8452081B2 (en) * 2011-01-11 2013-05-28 Eastman Kodak Company Forming 3D models using multiple images
CN103292699A (zh) * 2013-05-27 2013-09-11 深圳先进技术研究院 一种三维扫描系统及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨建风: "逆向工程中点云的快速采集", 《机床与液压》 *
王翠萍 等: "ATOS扫描仪在货车驾驶室覆盖件测量中的应用", 《农业装备与车辆工程》 *
程亮, 龚健雅, 韩文泉: "LiDAR与影像集成的真实感建筑物三维重建研究进展", 《测绘科学》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106303206A (zh) * 2015-06-12 2017-01-04 西安蒜泥电子科技有限责任公司 一种人体扫描仪的摄像系统定位方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104268930B (zh) 2018-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6465789B2 (ja) デプスカメラの内部パラメータを算出するプログラム、装置及び方法
CN104596502B (zh) 一种基于cad模型与单目视觉的物体位姿测量方法
Vasconcelos et al. A minimal solution for the extrinsic calibration of a camera and a laser-rangefinder
JP6008397B2 (ja) 光学式シースルー型ｈｍｄを用いたａｒシステム
CN103535960A (zh) 基于数码图像的人体三维测量方法
CN103983186A (zh) 双目视觉系统校正方法及校正设备
Klemm et al. High accuracy pixel-wise spatial calibration of optical see-through glasses
Li et al. A practical coordinate unification method for integrated tactile–optical measuring system
CN113781576B (zh) 多自由度位姿实时调整的双目视觉检测系统、方法、装置
Guo et al. Optimization design of non-coplanar target for pose measurement with monocular vision system
JP6486083B2 (ja) 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム
CN104268930A (zh) 一种坐标对比三维扫描方法
Ayaz et al. Multiview registration-based handheld 3D profiling system using visual navigation and structured light
CN204314239U (zh) X射线ct装置
Stavroulakis et al. Flexible decoupled camera and projector fringe projection system using inertial sensors
CN115131442A (zh) 一种标定方法及装置、计算机可读存储介质
Sun et al. A new method of camera calibration based on the segmentation model
Morinaga et al. Underwater active oneshot scan with static wave pattern and bundle adjustment
CN104315974A (zh) 一种三维扫描数据处理方法
Karan Accuracy improvements of consumer-grade 3D sensors for robotic applications
CN106373183A (zh) 一种基于三维数据处理的模型建立方法
Handel Compensation of thermal errors in vision based measurement systems using a system identification approach
Wang et al. Three-dimensional reconstruction coordinate error induced by asynchronous cameras for moving objects
Park et al. Issues on simultaneous use of multiple structured light-based RGBD sensors in 3D environmental reconstruction
Zhang et al. Recent reviews on machine vision-based 3D reconstruction

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180327

Address after: 241200 Anhui city of Wuhu province Fanchang County Economic Development Zone CISCO Park Building 6 times

Applicant after: Wuhu woods one Electronic Science and Technology Co., Ltd.

Address before: 230000 Hefei science and Technology Park, Anhui, Hefei Road, No. 602 Mount Huangshan Road, hi tech Zone, B501

Applicant before: HEFEI SKE INTELLIGENT TECHNOLOGY CO., LTD.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant