CN109470141B - 扫描系统及方法、扫描台、计算机装置及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扫描系统及方法、扫描台、计算机装置及可读存储介质，所述扫描系统包括用于获取三维数据的扫描仪，所述扫描系统进一步包括镜像装置，所述扫描仪能够自所述镜像装置中获得待扫描物体的至少一部分表面的三维数据，该扫描系统能够以较少数量的扫描仪，扫描仪能够自所述镜像装置中获得待扫描物体的至少部分表面的三维数据，在一次扫描过程中能够获得待扫描物体的多个角度的图像，从而减少待检测物体不同表面的扫描结果之间拼接的次数。

Description

扫描系统及方法、扫描台、计算机装置及可读存储介质

技术领域

本发明涉及三维扫描设备领域，特别是涉及一种扫描系统及方法、扫描台、计算机装置及可读存储介质。

背景技术

应用立体视觉原理，将物体从多个角度进行三维扫描，进而获得被测物体完整的三维数据的非接触式测量方法，被广泛应用于诸多领域。在三维扫描时，为了获得待扫描物体的完整的三维数据，常见的方法是：移动扫描仪以对相对固定的待扫描物体进行多角度扫描、基于转台转动待扫描物体以被固定的扫描仪扫描，或者围绕待扫描物体布置多台扫描仪。采用上述方法进行扫描时，无论转动待扫描物体还是移动扫描仪，都不能扫描到待扫描物体的底部，需翻转扫描物体才能扫描完成，操作繁琐，尤其是在扫描手部、足部等部位时，很可能因受力变化引起形状改变导致扫描数据不准确。而围绕待扫描物体设置多台扫描仪的扫描设备占用的空间较大，不利于设备的小型化。

发明内容

基于此，有必要针对上述的扫描操作繁琐、设备难以小型化的问题，提供一种扫描系统及方法、扫描台、计算机装置及可读存储介质，其中，该扫描系统能够减少拼接的次数，减小扫描系统体积。

本发明首先提供一种扫描系统，包括用于获取三维数据的扫描仪，所述扫描仪能够直接获得待扫描物体一部分表面的三维数据；及，所述扫描系统进一步包括扫描台，所述扫描台具有镜像装置，所述扫描仪能够自所述镜像装置中获得待扫描物体的至少另一部分表面的三维数据；

所述支撑装置上设置有标志点，所述标志点用于区分所述扫描仪获得的三维数据为直接获得的三维数据，或从所述镜像装置中获得的三维数据。

在其中一个实施例中，所述扫描系统进一步包括用于支撑所述待扫描物体的支撑装置，所述镜像装置设置于所述支撑装置下方，并用于获得所述待扫描物体的底部图像。

在其中一个实施例中，所述支撑装置设置为透明的钢化玻璃。

在其中一个实施例中，所述镜像装置为水平设置于所述支撑装置下方的平面镜，或者，所述镜像装置包括互成角度的两个的平面镜。

在其中一个实施例中，所述扫描仪设置为手持扫描仪或固定式扫描仪。

本发明另一方面还提供一种足部扫描系统，包括用于获取三维数据的扫描仪，所述足部扫描系统进一步包括用于支撑待扫描足部的支撑装置，以及间隔的设置于所述支撑装置下方并用于获得所述足部的足底图像的镜像装置，所述扫描仪在扫描所述足部的足面时，其能够同时自所述镜像装置中获得所述足底图像。

本发明另一方面还提供一种应用于上述扫描系统的足部扫描台，所述足部扫描台包括用于支撑待扫描足部的支撑装置，以及间隔的设置于所述支撑装置下方并用于获得所述待扫描足部足底图像的镜像装置，所述镜像装置设置为水平设置于所述支撑装置下方的一块平面镜或包括设置于所述支撑下方的互成角度的两个的平面镜。

本发明另一方面还提供一种扫描方法，其包括如下步骤：

通过镜像装置及扫描仪搭建扫描系统；

通过所述扫描仪对待扫描物体进行多角度扫描，所述扫描仪直接扫描待扫描物体的部分表面三维数据，通过所述镜像装置内的镜像获得待扫描物体另一部分表面的三维数据；

将两部分表面数据中的一者进行镜像处理，再进行拼接，形成待扫描物体的全表面三维数据。

在其中一个实施例中，将扫描仪直接扫描待扫描物体得到的三维数据与扫描镜像装置内的镜像而获得的三维数据分别进行实时拼接，以实时显示扫描结果。

在其中一个实施例中，所述多角度扫描通过手持扫描仪或者转台转动所述待扫描物体完成。

本发明另一方面还提供一种足部扫描方法，其包括如下步骤：

通过上述的足部扫描台及扫描仪搭建足部扫描系统；

通过所述扫描仪对待扫描足部进行多角度扫描，扫描仪在直接扫描待扫描足部的足面三维数据的过程中，通过所述镜像装置内的镜像获得待扫描足部足底的三维数据；

将两部分三维数据中的一者进行镜像处理，再进行拼接，形成待扫描足部的全足三维数据。

在其中一个实施例中，在对待扫描足部进行多角度扫描前，在所述支撑装置上设置标志点，并基于所述标志点判断所述扫描仪获得的三维数据：位于所述标志点上方的数据为足面数据，位于所述标志点下方的为足底数据。

本发明还提供一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的扫描方法或足部扫描方法。

本发明还提供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上述的扫描方法或足部扫描方法。

上述扫描系统中，扫描仪能够自所述镜像装置中获得待扫描物体的至少部分表面的三维数据，在一次扫描过程中能够获得待扫描物体的多个角度的图像，从而减少待检测物体不同表面的扫描结果之间拼接的次数，尤其是在扫描足部、手部等部位时，镜像装置能够向扫描仪提供足底或足面两者之一、手心或手背两者之一的三维数据，另一部分三维数据由扫描仪直接获得，由此，在这类部位的扫描过程中，可以一次扫描获得全部所需三维数据，省去了过渡拼接过程，同时也无需设置多台扫描仪，设备体积减小。

附图说明

图1为扫描台的一种实施方式的结构图；

图2为扫描系统的一种实施方式的结构示意图；

图3为扫描方法的一种实施方式流程图；

图4为扫描方法的另一种实施方式流程图；

图5为计算机设备的内部结构图。

附图标记说明

1、镜像装置；2、支撑装置；3、垫块；4、扫描仪。

具体实施方式

参考图1，根据本发明首先提供一种实施方式的扫描台，包括镜像装置1、支撑装置2以及设置于两者之间、以使两者上下间隔固定的垫块3，其中：镜像装置1可以设置为图1中所示的一整块平面镜结构，也可以设置为相互铰接的两块或多块平面镜；支撑装置2可以设置为任意透明材质的板状结构，如钢化玻璃、透明塑料板等；垫块3支撑于镜像装置1与支撑装置2的边缘，以避免遮挡支撑装置1上的待扫描物体在镜像装置1上成像。

当扫描台用作足部扫描台时，人双脚或单脚站立于支撑装置2上，此时，待扫描足部与支撑装置2接触并发生变形，支撑装置2上待扫描足部的受力变形状态与人站立时足部的变形一致，处于此状态的足底在镜像装置1上成像。扫描时，扫描仪扫描足面过程中，同时自镜像装置1内获得足底图像，从而在一次扫描过程中通过同一台扫描仪同时完成足底与足面的扫描，并且，通过上述足部扫描台的结构，得到的全足数据是待扫描足部受力状态(例如站立状态)下的三维数据，对于足部产品(如鞋子、足部使用的医疗器械等)的设计具有较好的指导意义。

进一步地，镜像装置1也可以设置为互呈角度的两块平面镜，这样，两块平面镜分别对待扫描物体的部分表面成像，扫描范围更大。尤其是，形成镜像装置1的两块平面镜之间可转动枢接，使得两者之间的角度可以调整，这样可以依据待扫描物体的大小调整两块平面镜间的夹角。

本发明另一方面提供一种扫描系统，该扫描系统包括用于获取三维数据的扫描仪以及镜像装置1，扫描仪能够自镜像装置1中获得待扫描物体的至少一部分表面的三维数据。其中，扫描仪可以为手持扫描仪或固定式扫描仪。当采用固定式扫描仪，如桌面式扫描仪时，相对于待扫描物体，镜像装置1可以设置于扫描仪的对立面，以对待扫描物体上无法被扫描仪无法直接扫描的表面的三维数据镜像处理，如此，可以减少移动待扫描物体的次数甚至不移动待扫描物体，而直接获得全部三维数据。可以理解的，镜像装置1设置于扫描仪的对立面，并不限定扫描仪与镜像装置1相对于待扫描物体完全成镜像关系，而应当将其理解为：镜像装置1设置于待扫描物体三维数据无法直接被扫描仪获得的位置，这些位置一般位于扫描仪的扫描范围中被待扫描物体遮挡的部分。

在类似桌面扫描仪等类型的三维扫描设备中，其中的扫描仪固定、待扫描物体设置于转台上。在这类扫描设备中使用上述扫描台时，扫描台的支撑装置2与镜像装置1共同设置于转台上，并随转台同步转动，在这类扫描设备中，由于应用的扫描台具有镜像装置1，为获得待扫描物体的全部表面的三维数据，需要转动的角度有所减小。

在另一种实施方式中，扫描台整体置于转台上，或者将扫描台自身设置为可转动的形式，这样，待扫描物体置于支撑装置2上时，底面在镜像装置1内成像，扫描台随转台同步转动或者扫描台自身转动，扫描仪在获取待扫描物体的全部侧面三维数据的同时，还能够自镜像装置1内获取待扫描物体的底部三维数据，而无需翻转待扫描物体。

在一些实施方式中，扫描台的支撑装置2上设置有标志点，该标志点用于判断扫描仪获得的三维数据，如扫描的数据在标志点的上方，则这部分数据属于足面数据；反之，如果扫描的数据在标志点的下方，则这部分数据属于足底数据。

如图2所示，本发明一实施方式的扫描系统包括用于支撑待扫描物体的支撑装置2以及扫描仪4，该支撑装置2设置于镜像装置1的上方，在一些实施方式中，该支撑装置2设置为透明的钢化玻璃。如此设置，当扫描系统用于足部扫描时，人直接站立于透明钢化玻璃的表面，受力后的足底透过透明钢化玻璃在镜像装置1上成像。

镜像装置1可以为水平设置于支撑装置2下方的平面镜，或者两个互成角度的平面镜。当镜像装置1采用两块互呈角度的平面镜时，两个平面镜之间可以设置为枢接或者其他可转动的连接形式。

在一些实施方式中，支撑装置2上还设置有标志点，这样，扫描仪4的扫描结果可以以标志点为参考进行实时拼接，实时反馈扫描结果。

此外，本发明还提供一种扫描方法，如图3中所示，其至少包括如下步骤：

通过镜像装置1及扫描仪搭建上述的任一种扫描系统；

通过所述扫描仪对待扫描物体进行多角度扫描，扫描仪在直接扫描待扫描物体的部分表面三维数据的过程中，通过所述镜像装置内的镜像获得待扫描物体另一部分表面的三维数据；

将扫描仪自镜像装置获得的三维数据进行镜像处理，并与扫描仪直接扫描获得的三维数据进行拼接，形成待扫描物体的完整的三维数据。

在一些实施方式中，如图4中所示，扫描仪获得的数据有两部分：直接扫描待扫描物体获得的三维数据；扫描镜像装置1内的镜像而获得的三维数据。两部分数据分别进行实时拼接，即，将直接获得的三维数据进行拼接，同时将镜像装置内获得的三维数据镜像处理后进行拼接，然后将两部分拼接结果进行拼接，从而对扫描结果进行实时显示。

在这一实施方式中，支撑装置2上事先设置有一定数量的标志点，以用于指导两部分数据的拼接过程。具体地，以足部扫描系统为例，在扫描过程中，足面与足底的三维数据共用这些标志点，并基于所述标志点判断扫描仪获得的三维数据，其中：位于标志点上方的数据为足面数据，位于标志点下方的为足底数据。

上述的扫描仪可以为手持或固定式扫描仪，扫描仪进行多角度扫描可以通过手持或转台的方式完成。

在一个实施例中，提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

通过镜像装置1及扫描仪搭建扫描系统；

通过扫描仪对待扫描物体进行多角度扫描，所述扫描仪直接扫描待扫描物体的部分表面三维数据，通过所述镜像装置1内的镜像获得待扫描物体另一部分表面的三维数据；

将两部分表面数据中的一者进行镜像处理，再进行拼接，形成待扫描物体的全表面三维数据。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将扫描仪直接扫描待扫描物体得到的三维数据与扫描镜像装置内的镜像而获得的三维数据分别进行实时拼接，以实时显示扫描结果。

在一个实施例中，多角度扫描通过手持扫描仪或者转台转动所述待扫描物体完成。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种扫描方法或一种足部扫描方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供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上述的扫描方法或足部扫描方法，其包括如下步骤：

通过前述的足部扫描台及扫描仪搭建足部扫描系统；

通过所述扫描仪对待扫描足部进行多角度扫描，扫描仪在直接扫描待扫描足部的足面三维数据的过程中，通过所述镜像装置内的镜像获得待扫描足部足底的三维数据；

将两部分三维数据中的一者进行镜像处理，再进行拼接，形成待扫描足部的全足三维数据。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在对待扫描足部进行多角度扫描前，在所述支撑装置上设置标志点，并基于所述标志点判断所述扫描仪获得的三维数据：位于所述标志点上方的数据为足面数据，位于所述标志点下方的为足底数据。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种扫描系统，包括用于获取三维数据的扫描仪，其特征在于，所述扫描仪能够直接获得待扫描物体一部分表面的三维数据；及，

所述扫描系统进一步包括扫描台，所述扫描台具有镜像装置，所述扫描仪能够自所述镜像装置中获得待扫描物体的至少另一部分表面的三维数据；

所述扫描系统进一步包括用于支撑所述待扫描物体的支撑装置，所述支撑装置设置为透明的板状件，所述镜像装置设置于所述支撑装置下方，并用于获得所述待扫描物体的底部图像；

所述支撑装置上设置有标志点，所述标志点用于区分所述扫描仪获得的三维数据为直接获得的三维数据，或从所述镜像装置中获得的三维数据。

2.根据权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，所述支撑装置设置为透明的钢化玻璃。

3.根据权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，所述镜像装置为水平设置于所述支撑装置下方的平面镜，或者，所述镜像装置包括互成角度的两个的平面镜。

4.根据权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，所述扫描仪设置为手持扫描仪或固定式扫描仪。

5.一种足部扫描系统，包括用于获取三维数据的扫描仪，其特征在于，所述足部扫描系统进一步包括用于支撑待扫描足部的支撑装置，以及间隔的设置于所述支撑装置下方并用于获得所述足部的足底图像的镜像装置，所述扫描仪在扫描所述足部的足面时，其能够同时自所述镜像装置中获得所述足底图像；

所述支撑装置设置为透明的板状件，且所述支撑装置上设置有标志点，所述标志点用于区分所述扫描仪获得的三维数据为直接获得的足面数据，或从所述镜像装置中获得的足底数据。

6.一种应用于权利要求1-4中任意一项所述扫描系统的足部扫描台，其特征在于，所述足部扫描台包括用于支撑待扫描足部的支撑装置，以及间隔的设置于所述支撑装置下方并用于获得所述待扫描足部足底图像的镜像装置，所述镜像装置设置为水平设置于所述支撑装置下方的一块平面镜或包括设置于所述支撑下方的互成角度的两个的平面镜。

7.一种扫描方法，其包括如下步骤：

通过支撑装置、镜像装置及扫描仪搭建扫描系统，其中，所述支撑装置设置为透明的板状件，且所述支撑装置上设置有标志点；

通过所述扫描仪对待扫描物体进行多角度扫描，并通过所述标志点区分所述扫描仪直接扫描待扫描物体的部分表面获得的三维数据为直接获得的三维数据，或通过所述镜像装置内的镜像获得待扫描物体另一部分表面的三维数据；

将两部分表面数据中的一者进行镜像处理，再进行拼接，形成待扫描物体的全表面三维数据。

8.根据权利要求7所述的扫描方法，其特征在于，将扫描仪直接扫描待扫描物体得到的三维数据与扫描镜像装置内的镜像而获得的三维数据分别进行实时拼接，以实时显示扫描结果。

9.根据权利要求7所述的扫描方法，其特征在于，所述多角度扫描通过手持扫描仪或者转台转动所述待扫描物体完成。

10.一种足部扫描方法，其包括如下步骤：

通过如权利要求6所述的足部扫描台及扫描仪搭建足部扫描系统；

在对待扫描足部进行多角度扫描前，在所述支撑装置上设置标志点，并基于所述标志点判断所述扫描仪获得的三维数据：位于所述标志点上方的数据为足面数据，位于所述标志点下方的为足底数据；

通过所述扫描仪对待扫描足部进行多角度扫描，扫描仪在直接扫描待扫描足部的足面三维数据的过程中，通过所述镜像装置内的镜像获得待扫描足部足底的三维数据；

将两部分三维数据中的一者进行镜像处理，再进行拼接，形成待扫描足部的全足三维数据。

11.一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求7-9中任一项所述的扫描方法或权利要求10所述的足部扫描方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7-9中任一项所述的扫描方法或权利要求10所述的足部扫描方法。

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