CN113340234B - 适配器、三维扫描系统、数据处理方法和数据处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种适配器、三维扫描系统、数据处理方法和数据处理系统，其中的适配器包括第一结构和第二结构，第一结构包括至少一个特征面，特征面上设置有至少三个标记点，第一结构安装于第二结构上，第二结构的中心轴与第一结构相交确定适配器的目标点，其中，目标点相对中心轴的位置固定不变。利用该适配器上的标记点，能够确定扫描装置坐标系与跟踪装置坐标系之间的转换关系，从而得到跟踪装置坐标系下的目标点，而根据该适配器上的目标点在不同站位下跟踪装置坐标系下的坐标，能够实现不同站位下跟踪装置坐标系的统一，从而解决了利用标记点来实现跟踪装置坐标系统一的问题，完成了对不同方位下跟踪装置的定位。

Description

适配器、三维扫描系统、数据处理方法和数据处理系统

技术领域

本申请涉及三维扫描领域，特别是涉及一种适配器、三维扫描系统、数据处理方法和数据处理系统。

背景技术

在利用三维扫描系统对工件进行三维重建时，需要利用跟踪装置与扫描装置相互配合以获得工件完整的三维数据，其中，跟踪装置用于获取工件上的标记点以及扫描场景中的背景标记点。在对大尺寸工件进行三维重建，跟踪装置往往由于测量范围的有限性，需要通过转站，在扫描场景内更换不同位置，以实现对扫描场景内工件的标记点和扫描场景中背景标记点的获取。因此需要在标定过程中，通过标记点来统一不同位置下跟踪装置的坐标系。目前被广泛使用的粘贴或吸附类型的标记点不具备旋转功能，而支持旋转的Hubbs类型标记点成本较高，并且需要在转站时进行手动选择，均不适用于对跟踪装置坐标系的统一。

针对相关技术中存在的不能实现对不同位置下跟踪装置坐标系统一的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

在本实施例中提供了一种适配器、三维扫描系统、数据处理方法和数据处理系统，以解决相关技术中存在的不能实现对不同位置下跟踪装置坐标系统一的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种适配器，用于三维扫描系统，包括第一结构和第二结构，其中：

所述第一结构包括至少一个特征面，所述特征面上设置有至少三个标记点；

所述第一结构安装于所述第二结构上，所述第二结构的中心轴与所述第一结构相交确定所述适配器的目标点，其中，所述目标点相对所述中心轴的位置固定不变。

在其中一个实施例中，所述第一结构与所述第二结构活动连接，所述第一结构相对所述第二结构可进行旋转。

在其中一个实施例中，所述第一结构为以下任一结构：多面体、平板或球体。

在其中一个实施例中，所述第二结构为圆柱体。

第二方面，本申请实施例提供了一种三维扫描系统，包括扫描装置、跟踪装置以及至少三个上述第一方面所述的适配器，其中：

所述扫描装置，用于对被测物体及所述适配器进行扫描，以获得所述被测物体表面三维数据及所述适配器上的第一标记点信息和第一目标点信息；

所述跟踪装置用于对所述扫描装置及所述适配器进行跟踪，以获取所述扫描装置的位姿信息和所述适配器上的第二标记点信息。

在其中一个实施例中，所述扫描装置还用于将所述第一标记点信息和第一目标点信息输出到适配器文件中。

在其中一个实施例中，所述三维扫描系统包含至少两个扫描装置。

在其中一个实施例中，所述三维扫描系统还包含机械臂，所述跟踪装置装载于所述机械臂上。

在其中一个实施例中，所述三维扫描系统还包含移动装置，所述跟踪装置设置于所述移动装置上。

第三方面，本申请实施例提供了一种数据处理方法，所述方法包括：

获取被测物体在扫描装置坐标系下的三维数据；

根据所述扫描装置坐标系下的三维数据，得到所述被测物体在不同站位下的跟踪装置坐标系的三维数据；

获取适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，其中，所述适配器为上述第一方面所述的适配器；

根据所述不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，将所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的三维数据，拼接至同一站位的跟踪装置坐标系下。

在其中一个实施例中，所述获取适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，包括：

获取所述适配器在扫描装置坐标系下的第一目标点信息和第一标记点信息；

获取所述适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二标记点信息；

根据所述第一标记点信息和所述第二标记点信息，得到所述适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息。

在其中一个实施例中，所述根据所述第一标记点信息和所述第二标记点信息，得到所述适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息，包括：

根据所述第一标记点信息和不同站位下的所述第二标记点信息，计算所述扫描装置坐标系与所述不同站位下跟踪装置坐标系之间的位置转换关系；

根据所述位置转换关系，得到所述适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息。

在其中一个实施例中，所述获取适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，包括：

获取至少三个不同方位下的所述适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息。

第四方面，本申请实施例提供了一种数据处理系统，包括电子装置，所述电子装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述第三方面所述的数据处理方法。

在上述适配器、三维扫描系统、数据处理方法和数据处理系统中，适配器包括第一结构和第二结构，第一结构包括至少一个特征面，特征面上设置有至少三个标记点，第一结构安装于第二结构上，第二结构的中心轴与第一结构相交确定适配器的目标点，其中，目标点相对中心轴的位置固定不变。利用该适配器上的标记点，能够确定扫描装置坐标系与跟踪装置坐标系之间的转换关系，从而得到跟踪装置坐标系下的目标点，而根据该适配器上的目标点在不同站位下跟踪装置坐标系下的坐标，能够实现不同站位下跟踪装置坐标系的统一，从而解决了利用标记点来实现跟踪装置坐标系统一的问题，完成了对不同方位下跟踪装置的定位。

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是本申请实施例的适配器的结构示意图；

图2是本申请实施例的三维扫描系统的结构示意图；

图3是本申请实施例的数据处理方法的流程图；

图4是本申请实施例的三维扫描方法的流程图；

图5是本申请实施例的数据处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“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。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。

在本实施例中提供了一种适配器10，图1是该适配器10的结构示意图。如图1所示，适配器10包括第一结构12和第二结构14，其中：第一结构12包括至少一个特征面，特征面上设置有至少三个标记点；第一结构12安装于第二结构14上，第二结构14的中心轴与第一结构12相交确定适配器10的目标点，其中，目标点相对中心轴的位置固定不变。

具体地，第一结构12所包含的特征面可以为平面或者曲面，该第一结构12包括至少一个特征面，且每个特征面上设置有至少三个标记点。进一步地，第一结构12可以为包含一个或两个特征面的平板，也可以为多面体。第二结构14具体可以为任意形状的底座，用于与第一结构组合安装。具体地，该第二结构14可以为圆柱底座。其中，第一结构12安装于第二结构14上，且第二结构14的中心轴与第一结构12相交确定该适配器10的目标点。其中该目标点可以为该中心轴上所确定的一点，具体可以为该第二结构的中心轴与第一结构的一个平面相交后形成的交点。具体地，该第一结构12的一个平面既可以为该第一结构12的任一实际的表面，也可以为该第一结构12一个虚拟的剖面。另外在第一结构12的表面为曲面时，也可以为第二结构14的中心轴与该曲面相交所确定的交点。例如图1中第二结构14的中心轴l₁与第一结构12的一个表面相交后形成的交点A。当第一结构12为球体时，可以将该球体中与第二结构14的中心轴垂直的一个剖面，与该中心轴相交后的交点作为该适配器的目标点，此时，该目标点位于该第一结构12的内部。需要明确的是，适配器的目标点可以为第二结构14中心轴上任意选取的一点，既可以位于适配器第一结构12的表面，也可以位于第一结构12的外部或内部，且坐标不随该第一结构12的旋转而发生变化。该适配器10至少包括一个目标点，由于该目标点为第二结构14的中心轴与第一结构12相交而确定的交点，因此需要明确的是，该目标点相对该中心轴位置固定不变。进一步地，第一结构12可以与第二结构14活动连接。具体地，该第一结构12可以绕该第二结构14的中心轴旋转。可以理解的是，在第一结构12绕第二结构14的中心轴进行旋转的过程中，该第一结构12上特征面上的特征点也将绕第二结构14的中心轴进行旋转，从而能够从不同位置和角度获取到同一组标记点，并且适配器10上的目标点相对中心轴固定不变。

另外地，第一结构12的特征面上所设置的标记点可以用于跟踪装置的定位。以跟踪式三维扫描仪为例，当该适配器10与跟踪式三维扫描仪配合工作时，可以利用该适配器10的第一结构12上的标记点来确定扫描头坐标系与跟踪头坐标系之间的转换关系。具体地，扫描头获取该第一结构12在扫描头坐标系下的标记点和扫描头坐标系下的目标点，跟踪头获取该第一结构12在跟踪头坐标系下的标记点，根据扫描头坐标系下的标记点和跟踪头坐标系下的标记点，能够得到适配器在扫描头坐标系和跟踪头坐标系下的转换关系，从而将扫描头坐标系下的目标点转换到跟踪头坐标系下。当跟踪装置在不同站位下对扫描装置进行跟踪时，由于不同站位下的跟踪装置坐标系不同，因此需要对不同站位下的跟踪装置坐标系进行统一，以实现对被测物体三维数据的重建。因此在跟踪装置在不同站位下对扫描装置的位姿进行跟踪时，还可以根据适配器10上的目标点对不同站位下的跟踪装置坐标系进行统一，从而将被测物体在不同站位下跟踪装置坐标系下的三维数据，统一至同一个跟踪装置坐标系下。具体地，可以根据适配器10上的目标点在不同站位下的跟踪装置坐标系下的坐标，对不同站位下的跟踪装置坐标系进行统一。

由上可知，在将适配器10用于三维扫描系统时，该三维扫描系统中的扫描装置除了用于对被测物体进行扫描得到扫描装置坐标系下的三维数据之外，还可以对适配器进行扫描，以获得扫描装置坐标系下的目标点和标记点。另外，跟踪装置在对扫描装置的位姿进行跟踪时，还可以在不同站位下对适配器上的标记点进行捕捉。由此可以得到不同站位下跟踪装置坐标系的目标点，将不同坐标系下的目标点进行拼接，即可完成不同跟踪装置坐标系之间的融合，从而实现不同跟踪装置坐标系之间的统一。其中，在三维扫描系统中需要至少包含三个目标点。

此外，由于适配器10上的第一结构12可与第二结构14活动连接，并且能够相对第二结构14进行旋转，因此在利用不同站位下的跟踪装置对第一结构12上的标记点进行扫描时，可以通过旋转第一结构12以使不同站位下的跟踪装置获取到该跟踪装置坐标系下的标记点信息。并且由于第一结构12上每一个特征面上均包含至少三个标记点，因此跟踪装置在某个站位下通过获取第一结构12一个特征面上的标记点，即能确定该站位的跟踪装置坐标系。因此针对目前相关技术中标记点需要手动旋转，或标记点不支持旋转的情况，使用适配器10能够在自动化转站扫描中通过适配器10的标记点和目标点实现对不同站位下的跟踪装置坐标系的统一，并且该适配器10的制作成本低且操作简易。

上述适配器10，包括第一结构12和第二结构14，第一结构12包括至少一个特征面，特征面上设置有至少三个标记点，第一结构12安装于第二结构14上，第二结构14的中心轴与第一结构12相交确定适配器的目标点，其中，目标点相对中心轴的位置固定不变。利用该适配器10上的标记点，能够确定扫描装置坐标系与跟踪装置坐标系之间的转换关系，从而得到跟踪装置坐标系下的目标点，而根据该适配器10上的目标点在不同站位下跟踪装置坐标系下的坐标，能够实现不同站位下跟踪装置坐标系的统一，从而解决了利用标记点来实现跟踪装置坐标系统一的问题，完成了对不同方位下跟踪装置的定位。

在一个实施例中，第一结构12与第二结构14活动连接，第一结构12相对第二结构14可进行旋转。

将第一结构12与第二结构14活动连接，且该第一结构12相对第二结构14可进行旋转，能够实现该第一结构12特征面上的标记点的旋转，从而能够使不同位置下的扫描装置和跟踪装置获取到该适配器10同一个特征面上的标记点，进而提高跟踪装置转站的效率。

在一个实施例中，第一结构12为以下任一结构：多面体、平板或球体。

在一个实施例中，第二结构14为圆柱体。

上述适配器10，第一结构12与第二结构14活动连接，第一结构12相对第二结构14可进行旋转，从而能够实现该第一结构12特征面上的标记点的旋转，使不同位置下的扫描装置和跟踪装置获取到该适配器10同一个特征面上的标记点，进而提高跟踪装置转站的效率，第一结构12可以为多面体或包含一个特征面的平板，第二结构14为圆柱体，将适配器10用于三维扫描系统中，能够实现对不同跟踪位置下跟踪装置的坐标系的统一，从而实现跟踪装置的定位。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种三维扫描系统20，包括扫描装置22、跟踪装置24以及至少三个上述实施例的适配器10，其中：扫描装置22，用于对被测物体及适配器10进行扫描，以获得被测物体表面三维数据及适配器10上的第一标记点信息和第一目标点信息；跟踪装置24用于对扫描装置22及适配器10进行跟踪，以获取扫描装置22的位姿信息和适配器10上的第二标记点信息。

具体地，扫描装置22对被测物体表面的三维数据进行扫描，得到扫描装置22坐标系下的三维数据，对适配器10进行扫描得到扫描装置22坐标系下的第一标记点信息和第一目标点信息。其中，该扫描装置可以在移动过程中对被测物体以及适配器进行扫描，以得到多个不同扫描装置22坐标系下的三维数据、第一标记点信息和第一目标点信息。另外，还可以将扫描装置22所获取的第一标记点信息和第一目标点信息导入到适配器文件中进行存储。

跟踪装置24对扫描装置22进行跟踪，获取该扫描装置24的位姿信息，从而能够将扫描装置所获取的被测物体表面的三维数据，转换至跟踪装置22坐标系下。另外，跟踪装置24还可以对适配器10进行跟踪，以获取该适配器10上第一结构12在跟踪装置24坐标系下的第二标记点信息。其中，利用跟踪装置22对适配器10进行跟踪时，可以将多个适配器10分别置于被测物体的不同方位，并将跟踪装置22置于该多个适配器10的共同视野区，使跟踪装置22能够同时观测到全部的适配器10，从而得到每个适配器上的第二标记点信息。

根据存储有第一标记点信息和第一目标点信息的适配器文件，以及第二标记点信息，能够计算出每个适配器10在扫描装置22坐标系和跟踪装置24坐标系的转换关系，从而得到适配器10上的目标点在跟踪装置24坐标系下的坐标。在每个跟踪装置24坐标系下获得三个目标点的坐标后，即能对不同跟踪位置下的跟踪装置24坐标系进行统一。

上述三维扫描系统20，包括扫描装置22、跟踪装置24以及至少三个适配器10，扫描装置22，用于对被测物体及适配器10进行扫描，以获得被测物体表面三维数据及适配器10上的第一标记点信息和第一目标点信息；跟踪装置24用于对扫描装置22及适配器10进行跟踪，以获取扫描装置22的位姿信息和适配器10上的第二标记点信息。该三维扫描系统通过引入适配器10，实现了利用适配器10上的标记点和目标点对不同跟踪位置下的跟踪装置坐标系的统一。

在一个实施例中，扫描装置22还用于将第一标记点信息和第一目标点信息输出到适配器文件中。

其中，适配器文件中保存的是扫描装置22在不同位置下对适配器10的标记点和目标点进行扫描得到的第一标记点信息和第一目标点信息，在后续跟踪装置22对适配器10进行跟踪后，根据该适配器文件中的信息和跟踪装置22获得的第二标记点信息，能够得到适配器10的目标点在跟踪装置22坐标系下的坐标。其中，可以为三维扫描系统20中的每个适配器设置一个对应的适配器文件。

在一个实施例中，三维扫描系统20包含至少两个扫描装置22。

利用至少两个扫描装置22能够在被测物体的不同方位对被测物体进行扫描，并且能获得不同方位下适配器10的第一标记点信息和第一目标点信息。

在一个实施例中，三维扫描系统20还包含机械臂，跟踪装置24装载于机械臂上。

通过机械臂搭载跟踪装置24进行移动，能够实现跟踪装置24在不同站位下对扫描装置22和适配器10的跟踪，从而扩大跟踪装置24的工作范围。

在一个实施例中，三维扫描系统20还包含移动装置，跟踪装置24设置于移动装置上。

跟踪装置24被设置于移动装置上，能够跟随移动装置的移动而移动，从而实现在不同站位下对扫描装置22和适配器10的跟踪，扩大了跟踪装置24的工作范围。其中，该移动装置可以为AVG小车，跟踪装置24被AVG小车搭载，移动至不同位置。另外，该移动装置也可以为设置于导轨上的滑块，跟踪装置24跟随该滑块在导轨上移动。

上述三维扫描系统20，将扫描装置22获取的第一标记点信息和第一目标点信息输出到适配器文件中，从而保存了扫描装置22坐标系下适配器的标记点和目标点，为后续计算跟踪装置24坐标系下的目标点提供了输入数据，包含至少两个扫描装置22，从而能够利用扫描装置22在不同方位下对被测物体进行扫描，得到不同方位下被测物体的三维数据，将跟踪装置24装载于机械臂上，或将跟踪装置24装载于移动装置上，能够实现跟踪装置的移动，从而在不同站位下对扫描装置22和适配器10进行跟踪，扩大了跟踪装置24的工作范围，最后利用适配器10在不同站位下的跟踪装置24坐标系的统一，实现了对跟踪装置的定位。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种数据处理方法，包括以下步骤：

步骤S310，获取被测物体在扫描装置坐标系下的三维数据。

具体地，可以利用扫描装置对被测物体进行扫描，得到被测物体在扫描装置坐标系下的三维数据。其中，在扫描装置由于工作视野受限而无法获得完整的被测物体表面的三维数据时，可以利用多个扫描装置在被测物体的不同方位进行扫描。

步骤S320，根据扫描装置坐标系下的三维数据，得到被测物体在不同站位下的跟踪装置坐标系的三维数据。

具体地，可以通过跟踪装置对扫描装置的位姿进行跟踪，得到跟踪装置坐标系与扫描装置坐标系之间的转换关系，从而将扫描装置坐标系下的三维数据转换到跟踪装置坐标系下。在一个站位下，能够将多个不同扫描装置获得的三维数据转换至同一个跟踪装置坐标系下。

步骤S330，获取适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息。

具体地，可以根据适配器在扫描装置坐标系下的标记点和适配器在跟踪装置坐标系下的标记点，将扫描装置坐标系下的第一目标点信息转换至跟踪装置坐标系。

另外地，可以将适配器的第一结构绕中心轴进行旋转，以使不同站位下的跟踪装置能够获取到适配器上的第一结构的第二标记点信息。而由于适配器的第一结构绕中心轴旋转时，该适配器的目标点的位置并不会发生变化，因此可以通过获取不同站位的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息，对不同站位下的跟踪装置坐标系进行融合。

步骤S340，根据不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，将不同站位下的跟踪装置坐标系下的三维数据，拼接至同一站位的跟踪装置坐标系下。

具体地，在两个不同站位下的跟踪装置坐标系进行统一时，可以将其中一个站位下的跟踪装置坐标系的目标点拼接至另一个站位下的跟踪装置坐标系下，实现该两个不同站位下的跟踪装置坐标系的融合。

上述数据处理方法，通过获取被测物体在扫描装置坐标系下的三维数据，根据扫描装置坐标系下的三维数据，得到被测物体在不同站位下的跟踪装置坐标系的三维数据，获取适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，根据不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，将不同站位下的跟踪装置坐标系下的三维数据，拼接至同一站位的跟踪装置坐标系下。其实现了对跟踪装置坐标系的统一，从而完成了不同站位下的跟踪装置的定位。

在一个实施例中，基于上述步骤S330，获取适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，具体包括以下步骤：

步骤S331，获取适配器在扫描装置坐标系下的第一目标点信息和第一标记点信息。

其中，可以将扫描装置坐标系下适配器的第二结构的中心轴与第一结构的一个平面的交点，作为该适配器在扫描装置坐标系下的一个目标点。具体地，在通过扫描装置对第二结构进行扫描后，可以求得适配器的第二结构在扫描装置坐标系下的中心轴。在确定该第二结构的中心轴后，确定第一结构中与该第二结构的中心轴相交的一个平面，其中该平面既可以为第一结构的一个表面，也可以为第一结构虚拟的一个平面。将该平面上与中心轴相交的交点作为该适配器在扫描装置坐标系下的一个目标点。另外，当第一结构的表面为曲面时，该目标点也可以为第二结构的中心轴与该曲面的交点。此外，当该第一结构与第二结构固定设置，该第一结构无需绕第二结构的中心轴旋转时，该目标点也可以为从第一结构上的标记点中选取的一点。

步骤S332，获取适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二标记点信息。

步骤S333，根据第一标记点信息和第二标记点信息，得到适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息。

根据扫描装置坐标系下的第一标记点信息，和跟踪装置坐标系下的第二标记点信息，能够计算出每个适配器在扫描装置坐标系和跟踪装置坐标系的转换关系，并基于该转换关系将扫描装置坐标系下的目标点转换至跟踪装置坐标系下，从而得到适配器上的目标点在跟踪装置坐标系下的坐标，也即第二目标点信息。

在一个实施例中，基于上述步骤S333，根据第一标记点信息和第二标记点信息，得到适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息，具体包括以下步骤：

步骤S3331，根据第一标记点信息和不同站位下的第二标记点信息，计算扫描装置坐标系与不同站位下跟踪装置坐标系之间的位置转换关系。

步骤S3332，根据位置转换关系，得到适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息。

在一个实施例中，基于上述步骤S330，获取适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，还包括以下步骤：

步骤S334，获取至少三个不同方位下的适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息。

上述步骤S310至步骤S334，通过获取适配器在扫描装置坐标系下的第一目标点信息和第一标记点信息，获取适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二标记点信息，能够基于适配器上的标记点获得不同站位的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，其中，根据第一标记点信息和不同站位下的第二标记点信息，计算扫描装置坐标系与不同站位下跟踪装置坐标系之间的位置转换关系，从而能够将适配器的目标点转换至不同站位下的跟踪装置坐标系下，获取至少三个不同方位下的适配器在不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息，能够提高不同站位下跟踪装置坐标系转换的准确度，从而完成不同站位下跟踪装置的定位。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种三维扫描方法，包括以下步骤：

步骤S410，将至少三个适配器分别设置于被测汽车前部位置、中部位置以及后部位置，并在该至少三个适配器的共同视野区的一个站位下放置一台跟踪仪；

步骤S420，将预先利用扫描仪对适配器上的标记点和目标点进行扫描得到的适配器文件导入数据处理软件中，其中该适配器文件中存储有每个适配器上的标记点信息和目标点信息；

步骤S430，利用数据处理软件，根据适配器文件导入的数据和适配器在当前站位下跟踪仪坐标系下的标记点信息，计算每个适配器在扫描仪坐标系和跟踪仪坐标系的转换关系，以得到每个适配器在当前站位下跟踪仪坐标系下的目标点信息；

步骤S440，在被测汽车一面扫描完成后，将跟踪仪转站到被测汽车另一面，并且对适配器进行旋转，以使跟踪仪在另一个站位下能够获取到适配器上的标记点，重复上述步骤S410至S430，得到每个适配器在另一站位下的跟踪仪坐标系下的目标点信息；

步骤S450，将不同站位下跟踪仪坐标系下的目标点进行拼接，实现不同站位下跟踪仪坐标系的融合，从而实现跟踪仪坐标系的统一。

具体地，可以利用奇异值分解方法，根据同一组目标点在两个不同站位下跟踪仪坐标系下的坐标，求解该两个不同站位下的跟踪仪坐标系之间的旋转平移矩阵，从而得到不同站位下的跟踪仪坐标系之间的转换关系，基于该转换关系，可以将其中一个站位的跟踪仪坐标系下的被测汽车的三维数据，转换至另一个站位的跟踪仪坐标系下，从而实现不同站位的跟踪仪坐标系的统一。例如，同一组目标点在两个不同站位下的跟踪仪坐标系下分别为集合A(a₁,a₂,...a_n)，B(b₁,b₂,...,b_n)，通过奇异值分解方法SVD(Singular ValueDecomposition，奇异值分解)求解A与B之间的转换关系，也即A＝R*B+T，能确定该两个不同站位下的跟踪仪坐标系的欧式转换矩阵RT，依次确定两个不同站位的跟踪仪坐标系的转换关系，即实现不同站位的跟踪仪坐标系的统一。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种数据处理系统50，包括电子装置52，该电子装置52包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述数据处理方法。

应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。

显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。

“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。

以上所述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专利保护范围的限制。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，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种适配器，用于三维扫描系统，其特征在于，包括第一结构和第二结构，其中：

所述第一结构包括至少一个特征面，所述特征面上设置有至少三个标记点；

所述第一结构安装于所述第二结构上，所述第二结构的中心轴与所述第一结构相交确定所述适配器的目标点，其中，所述目标点相对所述中心轴的位置固定不变；

所述适配器用于被所述三维扫描系统中的扫描装置扫描，以使所述扫描装置获得所述适配器上的第一标记点信息和第一目标点信息；

所述适配器还用于被所述三维扫描系统中的跟踪装置跟踪，以使所述跟踪装置获得所述适配器上的第二标记点信息。

2.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，所述第一结构与所述第二结构活动连接，所述第一结构相对所述第二结构可进行旋转。

3.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，所述第一结构为以下任一结构：

多面体、平板或球体。

4.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，所述第二结构为圆柱体。

5.一种三维扫描系统，其特征在于，包括扫描装置、跟踪装置以及至少三个权利要求1至4中任一项所述的适配器，其中：

所述扫描装置，用于对被测物体及所述适配器进行扫描，以获得所述被测物体表面三维数据及所述适配器上的第一标记点信息和第一目标点信息；

所述跟踪装置用于对所述扫描装置及所述适配器进行跟踪，以获取所述扫描装置的位姿信息和所述适配器上的第二标记点信息。

6.根据权利要求5所述的三维扫描系统，其特征在于，所述扫描装置还用于将所述第一标记点信息和第一目标点信息输出到适配器文件中。

7.根据权利要求5所述的三维扫描系统，其特征在于，所述三维扫描系统包含至少两个扫描装置。

8.根据权利要求5所述的三维扫描系统，其特征在于，所述三维扫描系统还包含机械臂，所述跟踪装置装载于所述机械臂上。

9.根据权利要求5所述的三维扫描系统，其特征在于，所述三维扫描系统还包含移动装置，所述跟踪装置设置于所述移动装置上。

10.一种数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取被测物体在扫描装置坐标系下的三维数据；

根据所述扫描装置坐标系下的三维数据，得到所述被测物体在不同站位下的跟踪装置坐标系的三维数据；

获取适配器在扫描装置坐标系下的第一目标点信息和第一标记点信息；

获取适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二标记点信息；

根据所述第一标记点信息和所述第二标记点信息，得到所述适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息，其中，所述适配器为权利要求1至4中任一项所述的适配器；

根据所述不同站位下的跟踪装置坐标系的第二目标点信息，将所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的三维数据，拼接至同一站位的跟踪装置坐标系下。

11.根据权利要求10所述的数据处理方法，其特征在于，所述根据所述第一标记点信息和所述第二标记点信息，得到所述适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息，包括：

根据所述第一标记点信息和不同站位下的所述第二标记点信息，计算所述扫描装置坐标系与所述不同站位下跟踪装置坐标系之间的位置转换关系；

根据所述位置转换关系，得到所述适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息。

12.根据权利要求10所述的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取至少三个不同方位下的所述适配器在所述不同站位下的跟踪装置坐标系下的第二目标点信息。

13.一种数据处理系统，其特征在于，包括电子装置，所述电子装置包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求10至12中任一项所述的数据处理方法。

Images