CN111047692A - 一种三维建模方法、装置、设备及可读取存储介质 - Google Patents

一种三维建模方法、装置、设备及可读取存储介质 Download PDF

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CN111047692A CN201911352341.4A CN201911352341A CN111047692A CN 111047692 A CN111047692 A CN 111047692A CN 201911352341 A CN201911352341 A CN 201911352341A CN 111047692 A CN111047692 A CN 111047692A
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胡松
许维
雷桂明
王雪辉
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Wuhan Huagong Laser Engineering Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种三维建模方法、装置、设备及可读取存储介质,涉及三维扫描技术领域,该方法包括:控制光源向被扫描物体照射扫描光束,光源与被扫描物体相对移动;控制设置于光源两侧的相机分别获取扫描光束照射在被扫描物体上形成的多个扫描线的图像,根据多个扫描线的图像建立被扫描物体的三维模型。由于光源与被扫描物体之间存在相对移动,因此被扫描物体上形成的扫描线可以全面的反映被扫描物体的形状,然后通过设置在光源两侧的两台相机获取扫描线的图像,保证当其中一个相机获取的扫描线图像出现准确度不高的情况时,根据另一个相机仍然可以准确的获取扫描线的图像,从而保证准确地得到被扫描物体的三维模型。

Description

一种三维建模方法、装置、设备及可读取存储介质
技术领域
本申请涉及三维扫描技术领域,具体而言,涉及一种三维建模方法、装置、设备及可读取存储介质。
背景技术
三维扫描技术在工业、医疗、科研等方面已有广泛的应用,目前该技术的实现大多采用的是基于机器视觉领域的图像获取与处理,基于机械控制移动定位的线扫描由于数据量少、处理步骤简单、易于实现等优点而被广泛采用,在被扫描物体的表面上存在高低变化较大的表面,导致相机采集的图像中扫描线出现缺失的情况,因而扫描得到的三维模型精度较低。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种三维建模方法、装置、设备及可读取存储介质,用以改善现有技术中扫描得到的三维模型精度较低的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种三维建模方法,应用于三维建模设备,所述方法包括:控制光源向被扫描物体照射扫描光束,其中,所述光源与所述被扫描物体相对移动;控制设置于所述光源两侧的相机分别获取扫描光束照射在所述被扫描物体上形成的多个扫描线的图像,其中,所述扫描线的第一方向与相对移动的第二方向之间夹角不为零;根据所述多个扫描线的图像建立所述被扫描物体的三维模型。
在上述实现过程中,光源向被扫描物体照射扫描光束,以在被扫描物体上形成扫描线,由于光源与被扫描物体之间存在相对移动,因此被扫描物体上形成的扫描线可以全面的反映被扫描物体的形状,然后通过设置在光源两侧的两台相机获取扫描线的图像,保证当其中一个相机获取的扫描线图像出现准确度不高的情况时,根据另一个相机仍然可以准确的获取扫描线的图像,从而保证被扫描物体的三维模型的准确性。
可选地,所述三维建模设备中的载物台带动所述被扫描物体与所述光源相对移动。
可选地,所述第一方向与所述第二方向垂直,所述第二方向与所述扫描光束的第三方向垂直,所述第一方向与所述第三方向垂直。
可选地,所述根据所述多个扫描线的图像建立所述被扫描物体的三维模型,包括:根据设置于所述光源一侧的相机获取的所述多个扫描线的图像获取第一分辨率数据;根据设置于所述光源另一侧的相机获取的所述多个扫描线的图像获取第二分辨率数据;将所述第一分辨率数据以及所述第二分辨率数据合并为目标分辨率数据,并根据所述目标分辨率数据建立所述被扫描物体的三维模型。
在上述实现过程中,由于光源两侧相机针对同一个扫描线获取到的两个图像唯一的不同就是拍摄角度不同,因此从针对同一个扫描线获取的两个图像中获取到的扫描线数据也应该是相同的,因此在一个相机获取的图像出现扫描线缺失的情况下,可以根据两个相机推定扫描线数据,进而提高获取被扫描物体的三维模型的准确性。
可选地,所述根据所述目标分辨率数据建立所述被扫描物体的三维模型,包括:获取标定系数以及预设参数,并根据下述公式获取在所述第二方向上变化的数据:Zn=k*(Xn-X0),其中,Zn表示在所述第二方向上变化的数据,k表示所述标定系数,Xn表示所述目标分辨率数据,X0表示所述预设参数;根据所述目标分辨率数据以及在所述第二方向上变化的数据确定三维数据组,并根据所述三维数据组建立所述被扫描物体的三维模型。
第二方面,本申请实施例提供了一种三维建模装置,所述三维建模装置包括:扫描光束控制模块,用于控制光源向被扫描物体照射扫描光束,其中,所述光源与所述被扫描物体相对移动;扫描线图像获取模块,用于控制设置于所述光源两侧的相机分别获取扫描光束照射在所述被扫描物体上形成的多个扫描线的图像,其中,所述扫描线的第一方向与相对移动的第二方向之间夹角不为零;三维模型建立模块,用于根据所述多个扫描线的图像建立所述被扫描物体的三维模型。
可选地,所述三维模型建立模块包括:第一分辨率数据获取单元,用于根据设置于所述光源一侧的相机获取的所述多个扫描线的图像获取第一分辨率数据;第二分辨率数据获取单元,用于根据设置于所述光源另一侧的相机获取的所述多个扫描线的图像获取第二分辨率数据;三维模型建立单元,用于将所述第一分辨率数据以及所述第二分辨率数据合并为目标分辨率数据,并根据所述目标分辨率数据建立所述被扫描物体的三维模型。
可选地,所述三维模型建立单元包括:数据获取子单元,用于获取标定系数以及预设参数,并根据下述公式获取在所述第二方向上变化的数据:Zn=k*(Xn-X0),其中,Zn表示在所述第二方向上变化的数据,k表示所述标定系数,Xn表示所述目标分辨率数据,X0表示所述预设参数;三维模型建立子单元,用于根据所述目标分辨率数据以及在所述第二方向上变化的数据确定三维数据组,并根据所述三维数据组建立所述被扫描物体的三维模型。
第三方面,本申请实施例提供一种三维建模设备,包括处理器以及存储器,所述存储器存储有计算机可读取指令,当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时,运行如上述第一方面提供的方法。
第四方面,本申请实施例提供一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的方法。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种三维建模设备的结构框图;
图2为本申请实施例提供的一种三维建模方法的流程图;
图3为本申请实施例提供的一种三维建模设备结构示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种三维建模设备结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种光路原理示意图;
图6为本申请实施例提供的另一种三维建模设备结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种三维建模装置的结构框图。
图标:110-处理器;120-通信接口;130-存储器;140-通信总线;200-三维建模设备;210-光源;220-相机;230-载物台;240-被扫描物体;250-滑动板;260-导轨;300-三维建模装置;310-扫描光束控制模块;320-扫描线图像获取模块;330-三维模型建立模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
目前三维扫描技术的实现大多采用的是基于机器视觉领域的图像获取与处理,例如,现有的三维扫描技术在实际工作过程中,先将扫描光束投射到被扫描物体上,在被扫描物体上形成远亮过被扫描物体本身的一条扫描线,然后在使用一个相机对扫描线的散射或反射光进行成像,同时获取成像时扫描线的物理坐标,但是,采用上述现有技术中的方法时,由于被扫描物体会存在表面高低变化的现象,因此,会发生扫描线被遮挡缺失或者移位的现象,此时无法根据拍摄获取的扫描线的图像判断实际扫描线的情况,最终导致扫描得到的三维模型准确性不高,且与实际被扫描物体存在较大的偏差。
为了能够准确地得到三维模型,本申请提出一种三维建模方法及设备,请参照图1,图1为本发明实施例提供的一种三维建模设备的结构示意图,所述三维建模设备可以包括:至少一个处理器110,例如CPU,至少一个通信接口120,至少一个存储器130和至少一个通信总线140。其中,通信总线140用于实现这些组件直接的连接通信。其中,本申请实施例中设备的通信接口120用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。存储器130可以是高速RAM存储器,也可以是非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。存储器130可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。存储器130中存储有计算机可读取指令,当所述计算机可读取指令由所述处理器110执行时,三维建模设备执行下述图2所示方法过程。
可以理解,图1所示的结构仅为示意,三维建模设备还可包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。于本申请实施例中,三维建模设备可以是,但不限于专用检测设备、台式机、笔记本电脑、智能手机、智能穿戴设备等实体设备,还可以是虚拟机等虚拟设备。
请参看图2,图2为本申请实施例提供的一种三维建模方法的流程图,该方法应用于三维建模设备,具体包括如下步骤:
步骤S110:控制光源向被扫描物体照射扫描光束。
其中,光源与被扫描物体相对移动。光源在向被扫描物体照射扫描光束时,由于光直线传播的特性,被扫描物体上会形成扫描线。此外,随着光源与被扫描物体之间的相对移动,被扫描物体的表面上会依次形成不同的扫描线。
在一些实施例中,光源固定,由被扫描物体移动实现二者的相对移动。例如,请参看图3,图3为本申请实施例提供的一种三维建模设备200结构示意图,三维建模设备200中的载物台230带动被扫描物体240与光源210相对移动,载物台230可以带动被扫描物体240匀速移动。相机220可以设置为每间隔预设时间获取一次扫描线的图像,由于被扫描物体240匀速移动,根据相机220获取到的扫描线图像得到的扫描线就可以准确的还原被扫描物体240的三维模型。
在另一些实施例中,被扫描物体240固定,由光源210移动实现二者相对移动。例如,请参看图4,三维建模设备200还包括滑动板250以及导轨260,滑动板250上固定设置有光源210以及相机220,滑动板250与导轨260滑动连接;滑动板250带动光源210以及相机220与被扫描物体240相对移动。
步骤S120:控制设置于光源两侧的相机分别获取扫描光束照射在被扫描物体上形成的多个扫描线的图像。
其中,扫描线的第一方向与相对移动的第二方向之间夹角不为零,可以保证随着光源210与被扫描物体240之间的相对移动,扫描线能够依次形成于被扫描物体240的表面,也就是说,扫描光束能够全面的扫描被扫描物体240。具体地,在实际在进行扫描时,一般选取扫描线的第一方向与相对移动的第二方向之间夹角为九十度,可以将扫描得到的扫描线直接进行拼接获取被扫描物体240表面的情况,减少后续数据处理量。
光源210两侧的相机220的数量以及设置方式可以相同也可以不同,例如,光源210一侧的相机220数量为2个,另一侧相机220数量为1个,又如,光源210一侧的相机220数量为5个,另一侧相机220数量为5个。光源210一侧的相机220与光源210之间的距离为10cm,另一侧相机220设置的相机220与光源210之间的距离为20cm。
可选地,第一方向与第二方向垂直,第二方向与扫描光束的第三方向垂直,第一方向与第三方向垂直。也就是说,扫描光束垂直照射至被扫描物体240移动的第三方向,且被扫描物体240表面形成的扫描线与扫描光束与被扫描物体240移动的第三方向均垂直,因此,可以无需对得到的扫描线数据进行坐标换算的处理,直接根据该数据建立三维模型,继而提高模型建立的效率。
特别地,相机220可以为工业相机,工业相机相对于传统的民用相机而言,具有更高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等优点,此处的相机可以是基于CCD(ChargeCoupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)芯片的相机。
步骤S130:根据多个扫描线的图像建立被扫描物体的三维模型。
根据多个扫描线的图像能够获取多个扫描线相对于扫描无工件的平面时的情况的变化,从而得出扫描线对应截面的深度分布情况,该深度分布情况为一条与扫描线形状相似的曲线,最后结合成像时的物理坐标,将所有曲线纵向排列在一起,最终成为一个三维曲面,从而还原为被扫描物体240的三维模型。其中,相机220可以包括传输模块,因此相机220可以将获取到的图像发送至外部处理器等设备,该传输模块可以是有线传输模块,也可以是无线传输模块,此外,还可以将相机220内部的存储器取出,并插入外部处理器等设备,以使外部处理器可以根据多个扫描线的图像建立被扫描物体240的三维模型。
根据多个扫描线的图像能够获取多个扫描线相对于扫描无工件的平面时的情况的变化,从而得出扫描线对应截面的深度分布情况,该深度分布情况为一条与扫描线形状相似的曲线,最后结合成像时的物理坐标,将所有曲线纵向排列在一起,最终成为一个三维曲面,从而还原为被扫描物体240的三维模型。
其中,相机220装有镜头,因此相机220装拍摄到的曲线图像的尺寸与实际物理扫描的曲线尺寸为线性关系,请参看图5,图中的光源210向被扫描物体240照射光束,当光束到达被扫描物体240的表面后发生散射,如图中所示被扫描物体240的第一散射表面的高度为d,第一散射表面如图中实线所示,光束在第一散射表面发生散射后入射至相机220的镜头时,光路如L2所示,而被扫描物体240的第二散射表面的高度为d+d1,第二散射表面如图中虚线所示,光束在第二散射表面发生散射后入射至相机220的镜头时,光路如L1所示,且L1与L2是平行的,在不同散射表面发生散射后的散射光线分别沿L1与L2垂直入射至相机220的镜头,平行的虚线为光轴(图示中未示出其他散射光线的光路)。d1、d2和d3分别为深度变化距离、光在镜头上入射点移动距离和相机220上像点移动的距离,因为L1与L2平行,因此它们截出的d1与d2也就满足下述第一关系式:
Figure BDA0002331818760000081
α表示镜头所在平面与激光光束的夹角。
因为感光面与镜头平行,d2与d3满足下述第二关系式:
Figure BDA0002331818760000082
其中,f为镜头的焦距,镜头的厚度忽略,D为镜头与感光面之间的距离。
第一关系式中表示镜头所在平面与激光光束的夹角α为固定值,第二关系式中表示镜头的焦距f以及表示镜头与感光面之间的距离D都是固定值,因此上述第一关系式的右边和第二关系式的右边都是常量,两式相乘即可得出d1和d3之间的线性关系如下式:
Figure BDA0002331818760000091
作为一种实施方式,请参看图3,载物台230带动被扫描物体240移动,光源210向载物台230照射扫描光束,图3中带有箭头的线表示扫描光束,扫描光束从光源210出发,遇到被扫描物体240后发生折射以及反射现象,相机220可以获取折射和反射的光线的图像,因此能够得到扫描线,当被扫描物体240还未移动至光源210下时,扫描光束只能在载物台230平面上形成扫描线,而无法在被扫描物体240上形成扫描线,当被扫描物体240刚移动至光源210下时,扫描光束可以在被扫描物体240的一端表面上形成扫描线,此时的扫描线与扫描光束在载物台230平面上形成扫描线之间出现高度变化,继而根据被扫描物体240上不同位置形成的扫描线排列在一起,可以准确得到被扫描物体240的三维模型。
作为另一种实施方式,请参看图6,图6为本申请实施例提供的另一种三维建模设备200结构示意图,此时由于被扫描物体240表面出现不平整,其中一个相机220无法获取扫描线的图像,图中带箭头的虚线表示扫描线若未被遮挡的光路情况,另一个相机220仍然可以正常获取扫描线的图像,此时可以只取正常获取的扫描线图像,从而提高被扫描物体240三维模型的准确性。
在上述实现过程中,光源210向被扫描物体240照射扫描光束,以在被扫描物体240上形成扫描线,由于光源210与被扫描物体240之间存在相对移动,因此被扫描物体240上形成的扫描线可以全面的反映被扫描物体240的形状,然后通过设置在光源210两侧的两台相机220获取扫描线的图像,保证当其中一个相机220获取的扫描线图像出现准确度不高的情况时,根据另一个相机220仍然可以准确的获取扫描线的图像,从而保证准确地得到被扫描物体240的三维模型。
可选地,根据多个扫描线的图像建立被扫描物体240的三维模型时,可以先根据设置于光源210一侧的相机220获取的多个扫描线的图像获取第一分辨率数据,同时根据设置于光源210另一侧的相机220获取的多个扫描线的图像获取第二分辨率数据,然后将第一分辨率数据以及第二分辨率数据合并为目标分辨率数据,并根据目标分辨率数据建立被扫描物体240的三维模型。
例如,光源210一侧的相机220用m=0表示,光源210另一侧的相机220用m=1表示,每个相机220获取的图像数据都是包含图像灰度值的二维数组,也就是分辨率数据,Xn(m,y)表示分辨率数据中的一个数据,其中,m表示相机220,y表示序号,则Xn(m,y)表示该数据来自于m相机220的图像中第y个数据。具体地,m=0的相机220获取的第一分辨率数据为:Xn(0,1)、Xn(0,2)、Xn(0,3)、……、Xn(0,y),m=1的相机220获取的第二分辨率数据为:Xn(1,1)、Xn(1,2)、Xn(1,3)、……、Xn(1,y),然后将第一分辨率数据与第二分辨率数据合并为目标分辨率数据:Xn(1)、Xn(2)、Xn(3)、……、Xn(y)。其中,当其中的一个数据为0则表示此处出现了扫描线缺失的情况,此时可以直接取不为0的另一个数据为目标分辨率数据,当两个数据都不为0时,可以取两者的均值,而当两个数据都为0时,则可以取默认值。
在上述实现过程中,由于光源210两侧相机220针对同一个扫描线获取到的两个图像唯一的不同就是拍摄角度不同,因此从针对同一个扫描线获取的两个图像中获取到的扫描线数据也应该是相同的,因此在一个相机220获取的图像出现扫描线缺失的情况下,可以根据两个相机220推定扫描线数据,进而准确获取被扫描物体240的三维模型。
可选地,在根据目标分辨率数据建立被扫描物体240的三维模型时,可以先获取标定系数以及预设参数,并根据下述公式获取在第二方向上变化的数据:Zn=k*(Xn-X0),其中,Zn表示在第二方向上变化的数据,k表示标定系数,Xn表示目标分辨率数据,X0表示预设参数,然后根据目标分辨率数据以及在第二方向上变化的数据确定三维数据组,并根据三维数据组建立被扫描物体240的三维模型。
标定系数以及预设参数可以为预设好的参数,为了保证每次测量的准确性,还可以先在载物台230上不放被扫描物体240,并使光源210向载物台230直接发射扫描光束,再通过设置在光源210两侧的相机220同时获取直接照射载物台230而形成的扫描光束的图像,然后按照计算质心的方法计算出扫描线各段沿相对移动的第二方向的坐标,此处用X表示第二方向,然后综合取两者的计算结果得到最终的坐标,也就是预设参数,这里用数列X0表示,可以理解的,上述过程也可在被扫描物体240已经放置于载物台230上,但扫描光束未照射在被扫描物体240上之前完成。
其中,计算质心的方法包括如下过程:先对图像进行阈值处理,然后将图像中表示灰度的二维数组沿第一方向拆分成数列xn(m,y),此处用Y方向表示第一方向,得到的数列平行于X方向,每个数列都中包含有一段扫描线,其中,m代表该数列来自哪个相机220的图像,y为拆分出来的数列的序号,同时也是Xn每个元素的索引位置、未标定的Y方向的坐标,x为数列中像素点的索引。
Z方向表示第三方向,则Z方向上数据的可以表示被扫描物体240的高度,因此通过公式Zn=k*(Xn-X0)能够计算出每个扫描截面的高度变化情况,最后根据目标分辨率数据以及在第二方向上变化的数据Zn确定三维数据组,并根据三维数据组建立被扫描物体240的三维模型。
基于同一发明构思,本申请实施例中还提供一种三维建模装置300,请参看图7,该装置可以是三维建模设备200上的模块、程序段或代码。应理解,该三维建模装置300与上述图2方法实施例对应,能够执行图2方法实施例涉及的各个步骤,该三维建模装置300具体的功能可以参见上文中的描述,为避免重复,此处适当省略详细描述。
可选地,该三维建模装置300包括:
扫描光束控制模块310,用于控制光源向被扫描物体照射扫描光束,其中,光源与被扫描物体相对移动。
扫描线图像获取模块320,用于控制设置于光源两侧的相机分别获取扫描光束照射在被扫描物体上形成的多个扫描线的图像,其中,扫描线的第一方向与相对移动的第二方向之间夹角不为零。
三维模型建立模块330,用于根据多个扫描线的图像建立被扫描物体的三维模型。
可选地,三维模型建立模块330包括:
第一分辨率数据获取单元,用于根据设置于光源一侧的相机获取的多个扫描线的图像获取第一分辨率数据;
第二分辨率数据获取单元,用于根据设置于光源另一侧的相机获取的多个扫描线的图像获取第二分辨率数据;
三维模型建立单元,用于将第一分辨率数据以及第二分辨率数据合并为目标分辨率数据,并根据目标分辨率数据建立被扫描物体的三维模型。
可选地,三维模型建立单元包括:
数据获取子单元,用于获取标定系数以及预设参数,并根据下述公式获取在第二方向上变化的数据:
Zn=k*(Xn-X0),其中,Zn表示在第二方向上变化的数据,k表示标定系数,Xn表示目标分辨率数据,X0表示预设参数;
三维模型建立子单元,用于根据目标分辨率数据以及在第二方向上变化的数据确定三维数据组,并根据三维数据组建立被扫描物体的三维模型。
本申请实施例提供一种可读取存储介质,计算机程序被处理器执行时,执行如图2所示方法实施例中三维建模设备所执行的方法过程。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的装置的具体工作过程,可以参考前述方法中的对应过程,在此不再过多赘述。
综上所述,本申请实施例提供一种三维建模方法、装置、设备及可读取存储介质,该方法包括:控制光源向被扫描物体照射扫描光束,其中,所述光源与所述被扫描物体相对移动;控制设置于所述光源两侧的相机分别获取扫描光束照射在所述被扫描物体上形成的多个扫描线的图像,其中,所述扫描线的第一方向与相对移动的第二方向之间夹角不为零;根据所述多个扫描线的图像建立所述被扫描物体的三维模型。由于光源与被扫描物体之间存在相对移动,因此被扫描物体上形成的扫描线可以全面的反映被扫描物体的形状,然后通过设置在光源两侧的两台相机获取扫描线的图像,保证当其中一个相机获取的扫描线图像出现准确度不高的情况时,根据另一个相机仍然可以准确的获取扫描线的图像,从而保证准确地得到被扫描物体的三维模型。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三维建模方法,其特征在于,应用于三维建模设备,所述方法包括:
控制光源向被扫描物体照射扫描光束,其中,所述光源与所述被扫描物体相对移动;
控制设置于所述光源两侧的相机分别获取扫描光束照射在所述被扫描物体上形成的多个扫描线的图像,其中,所述扫描线的第一方向与相对移动的第二方向之间夹角不为零;
根据所述多个扫描线的图像建立所述被扫描物体的三维模型。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述三维建模设备中的载物台带动所述被扫描物体与所述光源相对移动。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一方向与所述第二方向垂直,所述第二方向与所述扫描光束的第三方向垂直,所述第一方向与所述第三方向垂直。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个扫描线的图像建立所述被扫描物体的三维模型,包括:
根据设置于所述光源一侧的相机获取的所述多个扫描线的图像获取第一分辨率数据;
根据设置于所述光源另一侧的相机获取的所述多个扫描线的图像获取第二分辨率数据;
将所述第一分辨率数据以及所述第二分辨率数据合并为目标分辨率数据,并根据所述目标分辨率数据建立所述被扫描物体的三维模型。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标分辨率数据建立所述被扫描物体的三维模型,包括:
获取标定系数以及预设参数,并根据下述公式获取在所述第二方向上变化的数据:
Zn=k*(Xn-X0),其中,Zn表示在所述第二方向上变化的数据,k表示所述标定系数,Xn表示所述目标分辨率数据,X0表示所述预设参数;
根据所述目标分辨率数据以及在所述第二方向上变化的数据确定三维数据组,并根据所述三维数据组建立所述被扫描物体的三维模型。
6.一种三维建模装置,其特征在于,所述三维建模装置包括:
扫描光束控制模块,用于控制光源向被扫描物体照射扫描光束,其中,所述光源与所述被扫描物体相对移动;
扫描线图像获取模块,用于控制设置于所述光源两侧的相机分别获取扫描光束照射在所述被扫描物体上形成的多个扫描线的图像,其中,所述扫描线的第一方向与相对移动的第二方向之间夹角不为零;
三维模型建立模块,用于根据所述多个扫描线的图像建立所述被扫描物体的三维模型。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述三维模型建立模块包括:
第一分辨率数据获取单元,用于根据设置于所述光源一侧的相机获取的所述多个扫描线的图像获取第一分辨率数据;
第二分辨率数据获取单元,用于根据设置于所述光源另一侧的相机获取的所述多个扫描线的图像获取第二分辨率数据;
三维模型建立单元,用于将所述第一分辨率数据以及所述第二分辨率数据合并为目标分辨率数据,并根据所述目标分辨率数据建立所述被扫描物体的三维模型。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述三维模型建立单元包括:
数据获取子单元,用于获取标定系数以及预设参数,并根据下述公式获取在所述第二方向上变化的数据:
Zn=k*(Xn-X0),其中,Zn表示在所述第二方向上变化的数据,k表示所述标定系数,Xn表示所述目标分辨率数据,X0表示所述预设参数;
三维模型建立子单元,用于根据所述目标分辨率数据以及在所述第二方向上变化的数据确定三维数据组,并根据所述三维数据组建立所述被扫描物体的三维模型。
9.一种三维建模设备,其特征在于,包括处理器以及存储器,所述存储器存储有计算机可读取指令,当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时,运行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
10.一种可读取存储介质,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,运行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112364498A (zh) * 2020-11-05 2021-02-12 深圳市海腾建设工程有限公司 建筑物检测方法、检测设备及存储介质
CN116336964A (zh) * 2023-05-31 2023-06-27 天津宜科自动化股份有限公司 一种物体轮廓信息的获取系统
CN116447978A (zh) * 2023-06-16 2023-07-18 先临三维科技股份有限公司 孔位信息检测方法、装置、设备及存储介质

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104006762A (zh) * 2014-06-03 2014-08-27 深圳市大族激光科技股份有限公司 获取物体三维信息的方法、装置和系统
CN105526913A (zh) * 2015-12-01 2016-04-27 北京航空航天大学 一种基于tof相机的三维扫描系统及扫描方法
CN205505995U (zh) * 2016-04-22 2016-08-24 杭州非白三维科技有限公司 一种用于三维图像建模的物体全角度照片自动采集系统
CN107492146A (zh) * 2017-07-25 2017-12-19 深圳市魔眼科技有限公司 三维模型构建方法、装置、移动终端、存储介质及设备
CN108062790A (zh) * 2018-01-02 2018-05-22 广东嘉铭智能科技有限公司 应用于物体三维重建的三维坐标系建立方法
CN108151671A (zh) * 2016-12-05 2018-06-12 杭州先临三维科技股份有限公司 一种三维数字成像传感器、三维扫描系统及其扫描方法
CN109141289A (zh) * 2018-08-01 2019-01-04 先临三维科技股份有限公司 三维扫描方法和系统
CN109357633A (zh) * 2018-09-30 2019-02-19 先临三维科技股份有限公司 三维扫描方法、装置、存储介质和处理器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104006762A (zh) * 2014-06-03 2014-08-27 深圳市大族激光科技股份有限公司 获取物体三维信息的方法、装置和系统
CN105526913A (zh) * 2015-12-01 2016-04-27 北京航空航天大学 一种基于tof相机的三维扫描系统及扫描方法
CN205505995U (zh) * 2016-04-22 2016-08-24 杭州非白三维科技有限公司 一种用于三维图像建模的物体全角度照片自动采集系统
CN108151671A (zh) * 2016-12-05 2018-06-12 杭州先临三维科技股份有限公司 一种三维数字成像传感器、三维扫描系统及其扫描方法
CN107492146A (zh) * 2017-07-25 2017-12-19 深圳市魔眼科技有限公司 三维模型构建方法、装置、移动终端、存储介质及设备
CN108062790A (zh) * 2018-01-02 2018-05-22 广东嘉铭智能科技有限公司 应用于物体三维重建的三维坐标系建立方法
CN109141289A (zh) * 2018-08-01 2019-01-04 先临三维科技股份有限公司 三维扫描方法和系统
CN109357633A (zh) * 2018-09-30 2019-02-19 先临三维科技股份有限公司 三维扫描方法、装置、存储介质和处理器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112364498A (zh) * 2020-11-05 2021-02-12 深圳市海腾建设工程有限公司 建筑物检测方法、检测设备及存储介质
CN116336964A (zh) * 2023-05-31 2023-06-27 天津宜科自动化股份有限公司 一种物体轮廓信息的获取系统
CN116336964B (zh) * 2023-05-31 2023-09-19 天津宜科自动化股份有限公司 一种物体轮廓信息的获取系统
CN116447978A (zh) * 2023-06-16 2023-07-18 先临三维科技股份有限公司 孔位信息检测方法、装置、设备及存储介质
CN116447978B (zh) * 2023-06-16 2023-10-31 先临三维科技股份有限公司 孔位信息检测方法、装置、设备及存储介质

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