CN113225447B - 三维扫描系统、数据处理方法、装置和计算机设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种三维扫描系统、数据处理方法、装置和计算机设备，通过通过获取定位装置和测量装置之间的位置转换关系，接收测量装置获取的被测物体表面数据，并根据位置转换关系将被测物体表面数据转换至全局坐标系，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型，从而在提高局部定位的精度和扩大测量的工作范围的前提下，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型。

Description

三维扫描系统、数据处理方法、装置和计算机设备

技术领域

本申请涉及机器人的三维扫描技术领域，特别是涉及一种三维扫描系统、数据处理方法、装置和计算机设备。

背景技术

在进行三维扫描时，往往需要通过建立全局坐标系，并借助定位相机来完成扫描系统中局部坐标系与全局坐标系之间的位置关系的标定，当定位相机处于单一的对焦距离时，无法兼顾定位精度和工作范围，如在对焦距离较远时，能够得到较大的工作范围，但由于景深关系不能近距离观测定位标记点，从而影响定位精度；当定位相机可以通过重新对焦来改变对焦距离，以保证定位精度和工作范围时，由于重新对焦而需要重新标定定位相机的内参，将会降低工作效率。

针对目前摄影测量过程中存在的定位相机无法兼顾定位精度和工作范围的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种三维扫描系统、数据处理方法、装置和计算机设备，以至少解决相关技术中存在的定位相机无法兼顾定位精度和工作范围的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种三维扫描系统，包括测量装置和定位装置，其中：

所述测量装置包括至少一个数据获取传感器，所述数据获取传感器用于获取被测物体表面数据；

所述定位装置包括至少一个定位传感器，以及对应所述定位传感器设置的至少两个波段的补光灯，所述定位传感器用于为所述数据获取传感器提供定位；其中，通过为至少一个所述定位传感器切换使用不同波段的补光灯，实现所述定位装置工作模式的切换。

在其中一些实施例中，所述至少两个波段的补光灯包括第一补光灯和第二补光灯，其中，所述第一补光灯和所述第二补光灯的光源波段不同。

在其中一些实施例中，所述第一补光灯的光源处于红外波段，所述第二补光灯的光源处于可见光波段，其中，当所述定位传感器被配置为使用所述第一补光灯进行补光时，所述定位装置用于摄影测量，当所述定位传感器被配置为使用所述第二补光灯进行补光时，所述定位装置用于为所述测量装置进行精细扫描提供定位。

在其中一些实施例中，所述第一补光灯的光源处于红外波段，所述第二补光灯的光源处于蓝光波段，其中，当所述定位传感器被配置为使用所述第一补光灯进行补光时，所述定位装置用于摄影测量，当所述定位传感器被配置为使用所述第二补光灯进行补光时，所述定位装置用于为所述测量装置进行精细扫描提供定位。

在其中一些实施例中，所述数据获取传感器为图像传感器或测点传感器。

第二方面，本申请实施例提供了一种数据处理方法，用于第一方面所述的三维扫描系统，所述方法包括：

获取所述定位装置和所述测量装置之间的位置转换关系；

接收所述测量装置获取的所述被测物体表面数据，并根据所述位置转换关系将所述被测物体表面数据转换至全局坐标系，得到所述被测物体在所述全局坐标系下的三维模型。

在其中一些实施例中，所述获取所述定位装置和所述测量装置之间的位置转换关系，包括：

获取设置于第一位置的第一背景标记点的第一三维坐标，所述第一背景标记点被用于在所述测量装置获取所述被测物体表面数据时提供全局定位，建立全局坐标系；

获取在所述测量装置坐标系下第二背景标记点的第二三维坐标，其中，所述第二背景标记点处于第二位置；

保持所述第二位置与所述第一位置之间的位置关系相对固定；

根据所述第一三维坐标及所述第二三维坐标确定所述定位装置与所述测量装置之间的位置转换关系。

在其中一些实施例中，所述接收所述测量装置获取的被测物体表面数据，并根据所述位置转换关系将所述被测物体表面数据转换至所述全局坐标系，包括：

获取所述被测物体在当前位置下的表面数据；

根据所述位置转换关系，将所述当前位置下的表面数据转换至所述全局坐标系下。

第三方面，本申请实施例提供了一种数据处理装置，用于上述第一方面的三维扫描系统，所述数据处理装置包括获取模块和转化模块：

所述获取模块，用于获取所述定位装置和所述测量装置之间的位置转换关系；

所述转化模块，用于接收所述测量装置获取的所述被测物体表面数据，并根据所述位置转换关系将所述被测物体表面数据转换至全局坐标系，得到所述被测物体在全局坐标系下的三维模型。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述第二方面的数据处理方法。

上述三维扫描系统、数据处理方法、装置和计算机设备，通过获取定位装置和测量装置之间的位置转换关系，接收测量装置获取的被测物体表面数据，并根据位置转换关系将被测物体表面数据转换至全局坐标系，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型，从而在提高局部定位的精度和扩大测量的工作范围的前提下，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的三维扫描系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的数据处理方法的应用环境图一；

图3是根据本发明实施例的数据处理方法的应用环境图二；

图4是根据本发明实施例的数据处理方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的数据处理装置的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本实施例提供了一种三维扫描系统10，如图1所示，包括定位装置12和测量装置14，其中：

测量装置14包括至少一个数据获取传感器，数据获取传感器用于获取被测物体表面数据；

定位装置12包括至少一个定位传感器，以及对应定位传感器设置的至少两个波段的补光灯，定位传感器用于为数据获取传感器提供定位；其中，通过为至少一个定位传感器切换使用不同波段的补光灯，实现定位装置12工作模式的切换。

具体地，测量装置14为具有测量功能，对被测物体或被测区域进行数据采集的装置，具体可以由一个或多个数据获取传感器、补光装置、激光投射装置等组成，用于对被测物体的表面进行测量而获得被测物体不同局部的表面数据，其中，数据获取传感器可以在补光装置、激光投射装置等的辅助下，采集被测物体表面的三维数据或打点数据。

另外，定位装置12可以为带有摄影测量功能和定位功能的一个或多个装置，具体可以包括设置有补光灯的定位传感器、激光跟踪装置、跟踪头、靶球等用于全局定位的设备。进一步地，定位装置12的工作模式可以包括大范围景深的摄影测量模式和精细的局部定位模式，其中，当定位装置12在摄影测量模式下工作时，能够为三维扫描系统建立统一全局坐标系，并为测量装置14提供全局定位，当定位装置12在局部定位模式下工作时，能够在测量装置14进行测量工作时，为测量装置14提供精细的局部定位，进而能够将测量装置14在局部坐标系下获取的测量数据转换到全局坐标系下。

更进一步地，数据获取传感器可以为带有测量功能的扫描设备或激光打点设备，如拍摄式三维扫描仪、测点传感器、轮廓仪、激光扫描仪以及激光雷达，用于通过移动以获取被测物体在不同位置下局部的表面数据。定位传感器具体可以是一种定位相机，其设置有摄像头和补光灯，通过配合不同波段的补光灯，采集不同景深下，标定物或者标定区域中的标记点数据，其中，定位传感器通过切换使用不同波段的补光灯来实现定位装置12工作模式的切换，具体为实现定位传感器不同对焦方式的切换，从而满足对被测物体拍摄过程中不同对焦距离的需求。例如，当定位传感器切换使用红外波段的补光灯时，定位装置12的工作模式为摄影测量，当定位传感器切换使用蓝光波段的补光时，定位装置12的工作模式为局部定位。

上述三维扫描系统10，包含获取被测物体表面数据的数据获取传感器，和至少一个为数据获取传感器提供定位的定位传感器，通过为至少一个定位传感器切换使用不同波段的补光灯，实现定位装置工作模式的切换，从而实现兼顾大范围景深的摄影测量和局部的精细定位的三维扫描。

进一步地，在一个实施例中，上述三维扫描系统10中至少两个波段的补光灯包括第一补光灯和第二补光灯，其中，第一补光灯和第二补光灯的光源波段不同。

由于不同波段的光，对焦不同，因此最终实现的测量范围也将不同，通过在两种不同波段的补光灯，例如红外波段和蓝光波段之间切换，来实现定位装置12在长对焦距离、短对焦距离中两种对焦方式的切换，进而实现对应的摄影测量和局部定位两种工作模式的切换。

进一步地，第一补光灯的光源处于红外波段，第二补光灯的光源处于可见光波段，其中，当定位传感器被配置为使用第一补光灯进行补光时，定位装置12用于摄影测量，当定位传感器被配置为使用第二补光灯进行补光时，定位装置12用于为测量装置14进行精细扫描提供局部定位。

具体地，当该定位传感器被配置为使用红外波段的第一补光灯时，对焦距离较远，能够进行大范围景深下的摄影测量，而当定位传感器被配置为使用可见光波段的第二补光灯时，对焦距离较近，能够为测量装置14提供局部定位。

进一步地，在一个实施例中，第一补光灯的光源处于红外波段，第二补光灯的光源处于蓝光波段，其中，当定位传感器被配置为使用第一补光灯进行补光时，定位装置12用于摄影测量，当定位传感器被配置为使用第二补光灯进行补光时，定位装置12用于为测量装置14进行精细扫描提供定位。

也即，当定位传感器被配置使用处于蓝光波段的第二补光灯进行补光时，由于对焦方式的转变，测量范围相对红外波段减少，该定位装置12用于为测量装置14进行精细扫描提供定位。

另外地，在一个实施例中，数据获取传感器为图像传感器或测点传感器。

例如，当使用光笔获取被测物体的表面数据时，通过适配器将光笔与定位传感器进行组合，在控制定位传感器进行局部定位的同时，通过光笔中的测点传感器对被测物体进行打点，以获得被测物体表面的打点数据。

上述三维扫描系统10，使用带有测量功能的测点传感器或图像传感器获取被测物体在不同方位下的局部表面数据，为定位传感器设置为红外波段补光灯实现摄影测量功能，为定位传感器设置为蓝光补光灯实现局部精细扫描的定位，兼顾了大范围景深的摄影测量和局部精细扫描的定位精度，并且提高了定位传感器切换不同对焦方式的工作效率。

图2为本申请提供的一实施例中数据处理方法的应用环境图一。如图2所示，在该应用环境中，包括定位装置101和扫描仪102，定位装置101上设置有至少两个波段的补光灯，通过切换使用不同波段的补光灯，实现工作模式的切换，并为扫描仪102提供定位，例如，定位装置101使用红外补光灯获取墙壁103上的标记点，能够确定一个全局坐标系，之后定位装置101切换为蓝光补光灯，对墙壁103上的标记点进行局部扫描，并且同时控制扫描仪102对被测物体104进行扫描，能够将被测物体的表面数据转换至全局坐标系，从而得到被测物体在全局坐标系下的三维模型。

图3为本申请提供的一实施例中数据处理方法的应用环境图二，如图3所示，在该应用环境中，包括定位装置201和激光打点装置202，定位装置201和激光打点装置202通过适配器205进行连接，定位装置201上设置有至少两个波段的补光灯，通过切换使用不同波段的补光灯，实现工作模式的切换，并为激光打点装置202提供定位，例如，定位装置201使用红外补光灯获取墙壁203上的标记点，能够确定一个全局坐标系，定位装置201切换为蓝光补光灯，用于对墙壁203上的标记点进行局部扫描，激光打点装置202用于对被测物体204进行打点并获取打点数据。

本实施例提供了一种数据处理方法，如图4所示，包括如下步骤：

步骤S201，获取定位装置和测量装置之间的位置转换关系。

当测量装置对被测物体进行扫描时，定位装置用于通过采集标定物上的标记点来为测量装置提供定位，因此定位装置和测量装置的坐标系不是统一的，定位装置和测量装置之间存在一种位置转换关系，该位置转换关系可以通过定位装置与测量装置之间的刚性变换矩阵来表示，用于后续测量装置获得的被测物体的表面数据坐标系的转换。

步骤S202，接收测量装置获取的被测物体表面数据，并根据位置转换关系将被测物体表面数据转换至全局坐标系，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型。

当测量装置对被测物体进行测量时，所获得的表面数据为测量装置在所处位置下的局部的表面数据，在测量装置与定位装置的位置转换关系已知的情况下，能够进一步将测量装置所获得的不同局部的表面数据，拼接到由定位装置所确定的全局坐标系下，从而得到被测物体在全局坐标系下的三维模型。

上述步骤，通过获取定位装置和测量装置之间的位置转换关系，接收测量装置获取的被测物体表面数据，并根据位置转换关系将被测物体表面数据转换至全局坐标系，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型，从而在提高局部定位的精度和扩大测量的工作范围的前提下，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型。

进一步地，在一个实施例中，获取定位装置和测量装置之间的位置转换关系，包括以下步骤：

步骤S301，获取设置于第一位置的第一背景标记点的第一三维坐标，第一背景标记点被用于在测量装置获取被测物体表面数据时提供全局定位，建立全局坐标系。

其中，第一背景标记点是为被测物体所处的标定区域，提供全局定位的一组标记点，具体可以是粘贴或固定于墙壁、四周立定位板或者刚性框架上的标记点。定位装置在使用对焦距离较长的波段的补光灯时，比如使用红外补光灯时，所获取的第一背景标记点即为全局坐标系下的标记点数据。

步骤S302，获取在测量装置坐标系下第二背景标记点的第二三维坐标，其中，第二背景标记点处于第二位置。

由于定位装置和测量装置的视野范围不同，因此可以在区别于第一背景标记点所在第一位置的第二位置上设置标定物，该标定物可以为标定板或者地面，该标定物上粘贴或固定的标记点为第二背景标记点。在定位装置使用对焦距离较短的波段的补光灯，例如蓝光补光灯，能够获取到位于第一位置的第一背景标记点时，测量装置获取位于第二位置的第二背景标记点，此时，定位装置用于为测量装置获取第二背景标记点提供精细定位。

步骤S303，保持第二位置与第一位置之间的位置关系相对固定。

其中，第二位置与第一位置之间的位置关系，可以通过将第一位置和第二位置上的标记点统一到同一个坐标系下，来确定第一位置和第二位置的位置关系。具体地，当定位装置用于摄影测量时，比如切换使用红外波段的补光灯时，通过控制定位装置获取第一位置的第一背景标记点，和第二位置的第二背景标记点，从而得到全局坐标系下的第一背景标记点和第二背景标记点，根据全局坐标系下的第一背景标记点和第二背景标记点，能够确定第一位置和第二位置之间的位置关系，保持该位置关系相对固定，能够用于后续对定位装置和测量装置之间的位置转换关系的计算。

步骤S304，根据第一三维坐标及第二三维坐标确定定位装置与测量装置之间的位置转换关系。

在定位装置获得了位于第一位置的第一背景标记点的第一三维坐标后，能够确定全局坐标系。在测量装置获得了位于第二位置的第二背景标记点的第二三维坐标后，能够确定测量装置当前所处位置的局部坐标系。最后根据全局坐标系下的第一三维坐标及局部坐标系下的第二三维坐标，能够得到定位装置与测量装置之间的位置转换关系。

另外地，在一个实施例中，接收测量装置获取的被测物体表面数据，并根据位置转换关系将被测物体表面数据转换至全局坐标系，包括以下步骤：

步骤S401，获取被测物体在当前位置下的表面数据。

具体地，可以在定位装置切换使用蓝光波段的补光灯，进行局部定位时，在定位装置能够采集到第一背景标记点时，控制测量装置对被测物体进行测量，以获得被测物体在当前位置下的表面数据。

步骤S402，根据位置转换关系，将当前位置下的表面数据转换至全局坐标系下。

上述步骤，通过获取设置于第一位置的第一背景标记点的第一三维坐标，从而能够得到三维扫描系统的全局坐标系下的标记点数据，为测量装置获取被测物体表面数据提供全局定位，获取测量装置坐标系下，位于第二位置的第二背景标记点的第二三维坐标，并根据第一三维坐标和第二三维坐标计算定位装置与测量装置之间的位置转换关系，最后根据该位置转换关系，将被测物体在当前位置下的表面数据，转换到全局坐标系下，从而能够在提高定位精度和扩大测量的工作范围的前提下，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种数据处理装置50，用于上述三维扫描系统，该数据处理装置包括获取模块52和转化模块54：

获取模块52，用于获取定位装置和测量装置之间的位置转换关系；

转化模块54，用于接收测量装置获取的被测物体表面数据，并根据位置转换关系将被测物体表面数据转换至全局坐标系，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型。

上述数据处理装置50，通过获取定位装置和测量装置之间的位置转换关系，接收测量装置获取的被测物体表面数据，并根据位置转换关系将被测物体表面数据转换至全局坐标系，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型，从而在提高局部定位的精度和扩大测量的工作范围的前提下，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型。

在一个实施例中，获取模块52用于获取设置于第一位置的第一背景标记点的第一三维坐标，第一背景标记点被用于在测量装置获取被测物体表面数据时提供全局定位，建立全局坐标系，获取在测量装置坐标系下第二背景标记点的第二三维坐标，其中，第二背景标记点处于第二位置，保持第二位置与第一位置之间的位置关系相对固定，计算子模块用于根据第一三维坐标及第二三维坐标确定定位装置与测量装置之间的位置转换关系。

在一个实施例中，转换模块54用于获取被测物体在当前位置下的表面数据，根据位置转换关系，将当前位置下的表面数据拼接至全局坐标系下。

上述数据处理装置50，通过使用定位装置的摄影测量模式，获取设置于第一位置的第一背景标记点的第一三维坐标，从而能够得到三维扫描系统的全局坐标系下的标记点数据，为测量装置获取被测物体表面数据提供全局定位，获取测量装置坐标系下，位于第二位置的第二背景标记点的第二三维坐标，并根据第一三维坐标和第二三维坐标，计算定位装置与测量装置之间的位置转换关系，最后根据该位置转换关系，将每帧获取的被测物体的表面数据转到定位相机所在的坐标系下，再转换到全局坐标系下，从而能够在提高定位精度和扩大测量的工作范围的前提下，得到被测物体在全局坐标系下的三维模型。

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服务器，其内部结构图可以如图6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、网络接口和数据库。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、计算机程序和数据库。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。该计算机设备的数据库用于存储预设配置信息集合。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上述数据处理方法。

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。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数据处理方法。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6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。

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，上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。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种三维扫描系统，其特征在于，包括测量装置和定位装置，其中：

所述测量装置包括至少一个数据获取传感器，所述数据获取传感器用于获取被测物体表面数据；

所述定位装置包括至少一个定位传感器，以及对应所述定位传感器设置的至少两个波段的补光灯，所述定位传感器用于为所述数据获取传感器提供定位；其中，通过为至少一个所述定位传感器切换使用不同波段的补光灯，实现所述定位装置工作模式的切换；

所述定位装置用于在使用对焦距离较长的波段的补光灯进行补光时，获取第一位置的第一背景标记点的第一三维坐标，所述第一背景标记点被用于在测量装置获取被测物体表面数据时提供全局定位，建立全局坐标系；

所述测量装置用于在所述定位装置使用对焦距离较短的波段的补光灯进行补光并能够获取到位于第一位置的第一背景标记点时，获取位于第二位置的第二背景标记点，得到第二三维坐标；其中，所述全局坐标系下的所述第一三维坐标，和局部坐标系下的所述第二三维坐标，用于确定所述定位装置与所述测量装置之间的位置转换关系。

2.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于，所述至少两个波段的补光灯包括第一补光灯和第二补光灯，其中，所述第一补光灯和所述第二补光灯的光源波段不同。

3.根据权利要求2所述的三维扫描系统，其特征在于，所述第一补光灯的光源处于红外波段，所述第二补光灯的光源处于可见光波段，其中，当所述定位传感器被配置为使用所述第一补光灯进行补光时，所述定位装置用于摄影测量，当所述定位传感器被配置为使用所述第二补光灯进行补光时，所述定位装置用于为所述测量装置进行精细扫描提供定位。

4.根据权利要求2所述的三维扫描系统，其特征在于，所述第一补光灯的光源处于红外波段，所述第二补光灯的光源处于蓝光波段，其中，当所述定位传感器被配置为使用所述第一补光灯进行补光时，所述定位装置用于摄影测量，当所述定位传感器被配置为使用所述第二补光灯进行补光时，所述定位装置用于为所述测量装置进行精细扫描提供定位。

5.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于，所述数据获取传感器为图像传感器或测点传感器。

6.一种数据处理方法，用于权利要求1至5中任一项所述的三维扫描系统，其特征在于，所述方法包括：

获取所述定位装置和所述测量装置之间的位置转换关系；

接收所述测量装置获取的所述被测物体表面数据，并根据所述位置转换关系将所述被测物体表面数据转换至全局坐标系，得到所述被测物体在所述全局坐标系下的三维模型。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取所述定位装置和所述测量装置之间的位置转换关系，包括：

获取设置于第一位置的第一背景标记点的第一三维坐标，所述第一背景标记点被用于在所述测量装置获取所述被测物体表面数据时提供全局定位，建立所述全局坐标系；

获取在测量装置坐标系下第二背景标记点的第二三维坐标，其中，所述第二背景标记点处于第二位置；

保持所述第二位置与所述第一位置之间的位置关系相对固定；

根据所述第一三维坐标及所述第二三维坐标确定所述定位装置与所述测量装置之间的位置转换关系。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收所述测量装置获取的所述被测物体表面数据，并根据所述位置转换关系将所述被测物体表面数据转换至全局坐标系，包括：

获取所述被测物体在当前位置下的表面数据；

根据所述位置转换关系，将所述当前位置下的表面数据转换至所述全局坐标系下。

9.一种数据处理装置，用于权利要求1至5中任一项所述的三维扫描系统，其特征在于，所述数据处理装置包括获取模块和转化模块：

所述获取模块，用于获取所述定位装置和所述测量装置之间的位置转换关系；

所述转化模块，用于接收所述测量装置获取的所述被测物体表面数据，并根据所述位置转换关系将所述被测物体表面数据转换至全局坐标系，得到所述被测物体在全局坐标系下的三维模型。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行权利要求6至8中任一项所述的数据处理方法。