CN107144239A - 一种手持式结构光三维扫描仪增益自动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持式结构光三维扫描仪增益自动调节方法，包括如下步骤：步骤1：结构光投影装置投射检光图像；步骤2：启动结构光投射区域光强监测；步骤3：将结构光投影装置投射出的图案对准被扫描区域；步骤4：等待扫描仪启动扫描信号；步骤5：根据检测到的光强，确定图像传感器的增益；步骤6：启动并完成结构光扫描；步骤7：重新投射检光图像并开始光强监测。本发明根据手持式扫描仪扫描区域的亮度自动调节扫描图像的增益值，可保证结构光扫描图像的整体亮度更符合图像三维计算的要求。

Description

一种手持式结构光三维扫描仪增益自动调节方法

技术领域

本发明涉及三维扫描领域，特别涉及一种手持式结构光三维扫描仪增益自动调节方法。

背景技术

在三维扫描领域，手持式结构光扫描仪是一种新技术。由于环境光的不确定性和被测物体的不确定性，用户在使用扫描仪时，一般要求在一组结构光扫描的过程中，既可以使图像的亮度和对比度符合求解三维数据的要求，又要保持在同一组结构光扫描过程中，扫描仪图像传感装置的曝光时间及模拟增益保持恒定。因此需要对扫描仪曝光时间和模拟增益进行调节并固定。

在手持三维扫描仪工作过程中，为了获取完整的三维扫描数据，需要对被测物体各个面分别进行结构光扫描，获得各个面的三维数据后，再进行拼接。为保证系统工作的稳定性和同步性，要求图像传感装置的曝光时间固定。为保证每个面都可以获得质量相对较高的三维数据，除了需要保障结构光图像的整体亮度和对比度之外，还需要保障在同一组结构光扫描内的多张图片的增益值一致。所以手持式结构光三维扫描仪需要在不进行结构光扫描的时间内不断调节图像传感装置的增益值；而在进行三维扫描时，固定该值，以保障三维数据的获取质量。

发明内容

1.目的

针对手持三维结构光扫描仪所需解决的上述问题，本发明希望提供一种手持式结构光三维扫描仪增益自动调节方法，其既可以使图像的亮度和对比度符合求解三维数据的要求，又要保持在同一组结构光扫描过程中，扫描仪图像传感装置的曝光时间及模拟增益保持恒定。

2.技术方案

具体而言，本发明一种手持式结构光三维扫描仪增益自动调节方法，所属方法用于手持式扫描仪的增益调整，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：结构光投影装置投射检光图像；

步骤2：启动结构光投射区域光强监测；

步骤3：将结构光投影装置投射出的图案对准被扫描区域；

步骤4：等待扫描仪启动扫描信号；

步骤5：根据检测到的光强，确定图像传感器的增益；

步骤6：启动并完成结构光扫描；

步骤7：重新投射检光图像并开始光强监测。

进一步的，所述的增益自动调节方法，其特征在于，所述的手持式三维扫描仪由结构光投影装置和图像传感装置组成，且投影区域与图像传感区域基本一致。

进一步的，所述的增益自动调节方法，其特征在于，所述的图像传感装置的运行参数包括：曝光时间和模拟增益。曝光时间固定，模拟增益具有两种模式：连续调节模式以及固定增益模式。

进一步的，所述的结构光投影装置运行状态包括：投射检光图像和结构光扫描。

进一步的，所述的增益自动调节方法，所述的检光图像可以是有图案的图像，也可以是没有图案的纯灰度图。

进一步的，所述的步骤2包括：

步骤2.1：图像传感装置的模拟增益进入连续调节模式；

步骤2.2：根据当前帧图像整体亮度的平均值调节模拟增益值。

进一步的，所述的步骤5包括：

步骤5.1：获得最近一帧图像的整体亮度；

步骤5.2：将该亮度值乘以一个增强系数，作为图像传感器的增益固定值；

步骤5.3：图像传感装置进入固定增益模式。

附图说明

本发明所附附图主要是为了方便对本发明的进一步理解，本发明的适宜性实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明增益自动调节整体流程图。

具体实施方式

本方案具体实施的设备条件为一台手持式三维扫描仪，该扫描仪由一个结构光投影装置和图像传感装置组成。

下面结合附图对本发明的方法进行详细描述。

本发明的方法提供一种手持式结构光三维扫描仪增益自动调节方法，其既可以使图像的亮度和对比度符合求解三维数据的要求，又要保持在同一组结构光扫描过程中，扫描仪图像传感装置的曝光时间及模拟增益保持恒定。

步骤1：结构光投影装置投射检光图像；

检光图像可以是有图案的图像，也可以是没有图案的纯灰度图，它的作用是为测量提供基础亮度，以协助计算模拟增益值。

步骤2：启动结构光投射区域光强监测；

结构光投射区域即为亮度检测区域，图像传感装置的模拟增益进入连续调节模式；并根据当前帧图像整体亮度的平均值调节模拟增益值。

步骤3：将结构光投影装置投射出的图案对准被扫描区域。

步骤4：等待扫描仪启动扫描信号。

步骤5：根据检测到的光强，确定图像传感器的增益；

图像传感装置首先获得最近一帧图像的整体亮度；然后将该亮度值乘以一个增强系数，作为图像传感器的增益固定值；最后使图像传感装置进入固定增益模式。

步骤6：启动并完成结构光扫描；

步骤7：重新投射检光图像并开始光强监测。

Claims (7)

1.一种手持式结构光三维扫描仪增益自动调节方法，所属方法用于手持式扫描仪的增益调整，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：结构光投影装置投射检光图像；

步骤2：启动结构光投射区域光强监测；

步骤3：将结构光投影装置投射出的图案对准被扫描区域；

步骤4：等待扫描仪启动扫描信号；

步骤5：根据检测到的光强，确定图像传感器的增益；

步骤6：启动并完成结构光扫描；

步骤7：重新投射检光图像并开始光强监测。

2.根据权利要求1所述的增益自动调节方法，其特征在于，所述的手持式三维扫描仪由结构光投影装置和图像传感装置组成，且投影区域与图像传感区域基本一致。

3.根据权利要求1所述的增益自动调节方法，其特征在于，所述的图像传感装置的运行参数包括：曝光时间和模拟增益；曝光时间固定，模拟增益具有两种模式：连续调节模式以及固定增益模式。

4.根据权利要求1所述的增益自动调节方法，其特征在于，所述的结构光投影装置运行状态包括：投射检光图像和结构光扫描。

5.根据权利要求1所述的增益自动调节方法，其特征在于，所述的检光图像可以是有图案的图像，也可以是没有图案的纯灰度图。

6.根据权利要求3所述的增益自动调节方法，其特征在于，所述的步骤2包括：

步骤2.1：图像传感装置的模拟增益进入连续调节模式；

步骤2.2：根据当前帧图像整体亮度的平均值调节模拟增益值。

7.根据权利要求3所述的增益自动调节方法，其特征在于，所述的步骤5包括：

步骤5.1：获得最近一帧图像的整体亮度；

步骤5.2：将该亮度值乘以一个增强系数，作为图像传感器的增益固定值；

步骤5.3：图像传感装置进入固定增益模式。