CN113432561B - 数据处理方法和三维扫描系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种数据处理方法和三维扫描系统，获取位移传感器测量得到的跟踪装置在不同跟踪位置之间的位移信息，根据位移信息，获取跟踪装置在不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，根据不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，和被测物体在不同跟踪位置对应的跟踪装置坐标系下的三维数据，对被测物体进行三维重建，以获取被测物体的三维模型。其利用位移传感器实现了对不同跟踪位置之间位移信息的准确获取，进而得到了多个不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，从而能够使多个不同跟踪装置坐标系下的三维数据，拼接至同一个坐标系下，实现了在对被测物体进行三维重建时扩大跟踪装置的工作范围。

Description

数据处理方法和三维扫描系统

技术领域

本申请涉及三维扫描领域，特别是涉及一种数据处理方法和三维扫描系统。

背景技术

在三维扫描技术领域，可以使用跟踪装置与扫描装置组合工作的方式来重建工件表面的三维数据。目前往往通过将跟踪装置固定在某个位置上，为工件的扫描提供一个固定的全局坐标系，在扫描装置对工件进行扫描时，可以利用扫描装置在每个时刻相对该跟踪装置的位置，将扫描装置在不同时刻获取的扫描数据转换到该位置下的跟踪装置坐标系下，从而实现该工件在该全局坐标系下的拼接。而在进行扫描工作时，由于固定位置下跟踪装置自身视野范围的有限性，不适于进行大范围的扫描工作。

针对相关技术中存在的跟踪装置在固定位置下进行扫描工作时，工作范围受限的问题，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数据处理方法和三维扫描系统，以解决相关技术中存在的跟踪装置在固定位置下进行扫描工作时，工作范围受限的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种数据处理方法，用于三维扫描系统，所述方法包括：

获取位移传感器测量得到的跟踪装置在不同跟踪位置之间的位移信息；

根据所述位移信息，获取跟踪装置在不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系；

根据所述不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，和被测物体在不同跟踪位置对应的跟踪装置坐标系下的三维数据，对所述被测物体进行三维重建，以获取所述被测物体的三维模型。

在其中一些实施例中，所述不同跟踪位置位于同一直线上，所述位移信息为不同跟踪位置之间的相对位移距离，所述根据所述位移信息，获取跟踪装置在不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，包括：

获取所述跟踪装置在所述不同跟踪位置之间的移动方向；

根据所述移动方向和所述相对位移距离计算所述跟踪位姿变换关系。

在其中一些实施例中，所述获取所述跟踪装置在所述不同跟踪位置之间的移动方向，包括：

根据标定板上的标记点，获取所述不同标定位置的跟踪装置坐标系之间的标定位姿变换关系；

根据所述标定位姿变换关系，确定所述跟踪装置在所述不同标定位置之间的移动方向，将所述跟踪装置在所述不同标定位置之间的移动方向作为所述跟踪装置在所述不同跟踪位置之间的移动方向。

在其中一些实施例中，所述根据标定板上的标记点获取所述不同标定位置的跟踪装置坐标系之间的标定位姿变换关系，包括：

获取所述标定板上的标记点在所述不同标定位置的跟踪装置坐标系下的标记点坐标；

根据所述不同标定位置的跟踪装置坐标系下的标记点坐标，计算所述不同标定位置的跟踪装置坐标系之间的标定位姿变换关系。

在其中一些实施例中，所述不同跟踪位置位于预先设定的移动路线上。

在其中一些实施例中，在根据所述不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，和被测物体在不同跟踪位置对应的跟踪装置坐标系下的三维数据，对所述被测物体进行三维重建，以获取所述被测物体的三维模型之前，所述方法还包括：

计算在所述不同跟踪位置下，所述跟踪装置与扫描装置之间的相对位姿关系；

根据所述相对位姿关系，将所述被测物体的三维数据从扫描装置坐标系转换至所述不同跟踪位置下对应的跟踪装置坐标系下。

第二方面，本申请实施例提供了一种三维扫描系统，所述系统包括扫描装置、跟踪装置以及数据处理装置；

所述跟踪装置，用于按照预设的移动路线移动至不同跟踪位置时，获取所述扫描装置相对所述跟踪装置的位姿，并将所述位姿发送至所述数据处理装置；

所述扫描装置用于获取被测物体的三维数据，并将所述三维数据发送至所述数据处理装置；

所述数据处理装置用于执行上述第一方面所述的数据处理方法。

在其中一些实施例中，所述三维扫描系统还包括导轨和位移传感器，其中：

所述导轨上设置有滑块，所述跟踪装置随所述滑块带动沿所述导轨移动；

所述位移传感器用于读取所述跟踪装置在所述导轨上移动至不同跟踪位置时的位置信息，并将所述位置信息发送至所述数据处理装置。

在其中一些实施例中，所述位移传感器包括读数部件和基准部件，其中：

所述基准部件固定在所述导轨上，用于对所述读数部件相对所述基准部件的距离进行测量；

所述读数部件设置于所述滑块上，跟随所述滑块的移动而移动，用于提供所述跟踪装置沿所述导轨移动的位置信息。

在其中一些实施例中，所述跟踪装置还用于按照预设的移动路线移动至不同标定位置时，获取标定板上的标记点坐标，并将所述标记点坐标发送至所述数据处理装置。

上述数据处理方法和三维扫描系统，获取位移传感器测量得到的跟踪装置在不同跟踪位置之间的位移信息，根据位移信息，获取跟踪装置在不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，根据不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，和被测物体在不同跟踪位置对应的跟踪装置坐标系下的三维数据，对被测物体进行三维重建，以获取被测物体的三维模型。其利用位移传感器实现了对不同跟踪位置之间位移信息的准确获取，进而得到了多个不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，从而能够使多个不同跟踪装置坐标系下的三维数据，拼接至同一个坐标系下，实现了在对被测物体进行三维重建时扩大跟踪装置的工作范围。

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是本申请实施例的数据处理方法的应用环境图；

图2是本申请实施例的数据处理方法的流程图；

图3是本申请实施例的三维扫描系统的结构示意图。

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。

图1为本实施例的数据处理方法的应用场景图。如图1所示，包括位移传感器101、跟踪装置102、扫描装置103、被测物体104以及数据处理装置105。其中，位移传感器101用于对跟踪装置102进行位置测量，以获得跟踪装置102不同跟踪位置之间的位移信息。跟踪装置102在不同跟踪位置下对扫描装置103进行跟踪，以将扫描装置103所获取的被测物体104在局部的扫描装置坐标系下的三维数据，转换至对应的跟踪位置的跟踪装置坐标系下。数据处理装置105接收位移传感器101发送的位移信息，获取跟踪装置102在不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系。数据处理装置105还接收跟踪装置102发送的跟踪装置坐标系下的被测物体104的三维数据，并根据不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，对被测物体104进行三维重建，获得被测物体104的三维模型。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种数据处理方法，用于三维扫描系统，包括以下步骤：

步骤S210，获取位移传感器测量得到的跟踪装置在不同跟踪位置之间的位移信息。

其中，位移传感器具体可以为光栅位移传感器、拉绳位移传感器或磁致弹性位移传感器等任意位移传感器中的一种。跟踪装置具体可以为跟踪式三维扫描仪的跟踪头。为了在对工件进行扫描时获得更大的工作范围，可以控制跟踪装置在不同跟踪位置下对扫描装置进行跟踪，以将扫描装置对被测物体进行扫描所获得的，不同局部扫描装置坐标系下的被测物体的三维数据，转换至不同的跟踪位置下的跟踪装置坐标系。为了基于不同跟踪位置下的被测物体的三维数据，完成该被测物体的三维重建，需要对不同跟踪位置下的跟踪装置坐标系进行统一。具体地，可以通过计算不同跟踪位置之间的跟踪位姿变换关系来完成不同跟踪位置下跟踪装置坐标系的统一。因此，需要获得跟踪装置在不同跟踪位置之间的位移信息，以得到不同跟踪位置之间的跟踪位姿变换关系。

进一步地，跟踪装置在不同跟踪位置之间的位移信息，具体可以为跟踪装置在不同跟踪位置之间的相对距离、角度等信息。利用位移传感器对跟踪装置在不同跟踪位置之间的位移信息进行测量，具体可以为利用位移传感器测量不同跟踪位置相对预先设定的基准位置的距离、角度等信息，并进而得到不同跟踪位置之间的位移信息。其中，以光栅位移传感器配合直线导轨为例进行说明。在跟踪装置移动于直线导轨上的不同跟踪位置处，对扫描装置进行跟踪时，还可以将光栅位移传感器的光栅读数头与该跟踪装置进行固定，将光栅位移传感器的标尺光栅固定设置于直线导轨上，从而通过该光栅读数头的移动获得该跟踪装置在不同跟踪位置的位移信息。具体地，该跟踪装置与光栅读数头可以设置于直线导轨的同一滑块上。可以理解的是，除直线型移动路线之外，跟踪装置的移动路线还可以为曲线，在跟踪装置沿曲线型的移动路线进行移动时，可以通过其他位移传感器对该移动路线上不同跟踪位置之间的角度、距离信息进行测量。同样地，跟踪装置在不同跟踪位置之间的移动也可以通过其他移动装置来实现，例如自动导航AGV(Automated Guided Vehicle,自动导航小车)小车。

当跟踪装置按照预设的移动路线移动至跟踪位置P1时，可以获得与跟踪装置固定设置的光栅读数头在标尺光栅中的读数，其中，标尺光栅被固定设置于该三维扫描系统某一基准位置下。当跟踪装置移动至跟踪位置P2时，同样可以获得光栅读数头在标尺光栅中的另一读数，基于光栅读数头在该两个不同跟踪位置P1、P2下对应的读数，能够得到跟踪位置P1、P2之间的位移信息。同样地，当光栅读数头与跟踪装置一同移动至多个不同跟踪位置，则可以获得光栅读数头在该多个不同跟踪位置对应的读数，基于该读数可以获得多个不同跟踪位置之间的位移信息，在此不再赘述。

步骤S220，根据位移信息，获取跟踪装置在不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系。

具体地，不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系可以为，不同跟踪位置下跟踪装置坐标系之间的转换关系。计算不同跟踪位置下跟踪装置坐标系之间的跟踪位姿变换关系，具体可以通过计算不同跟踪位置之间的位移信息来得到该两个不同跟踪位置所对应的跟踪装置坐标系之间的转换关系。其中，当跟踪装置的移动路线为直线时，获得不同跟踪位置之间的相对位移距离之前，还可以确定跟踪装置在不同跟踪位置之间的移动方向。根据相对位移距离和移动方向来共同计算不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系。其中，跟踪装置在不同跟踪位置之间的移动方向，既可以由工作人员预先设置，也可以通过标定板的标定来确定。例如，跟踪位置P1的跟踪装置坐标系A和跟踪位置P2上的跟踪装置坐标系B是跟踪装置分别在跟踪位置P1和跟踪位置P2上的坐标系。跟踪位姿变换关系即跟踪装置坐标系A和跟踪装置坐标系B之间存在的转换关系。具体可以根据跟踪装置在跟踪位置P1和跟踪位置P2之间的位移信息，确定该转换关系。在跟踪位置P1和跟踪位置P2位于同一直线上时，跟踪装置坐标系A和跟踪装置坐标系B之间的转换关系可以由跟踪位置P1和跟踪位置P2之间的相对位移距离，以及跟踪装置在跟踪位置P1和跟踪位置P2之间的移动方向来确定。在确定跟踪位置P1和跟踪位置P2之间的转换关系后，即可将跟踪装置坐标系B下的数据转换至跟踪装置坐标系A下，从而实现跟踪装置坐标系A和B之间的统一。

通过获得跟踪装置在不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，能够实现不同跟踪位置对应的跟踪装置坐标系的坐标统一，从而能够将不同跟踪装置坐标系下的数据拼接到同一个跟踪装置坐标系下。

步骤S230，根据不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，和被测物体在不同跟踪位置对应的跟踪装置坐标系下的三维数据，对被测物体进行三维重建，以获取被测物体的三维模型。

其中，跟踪装置坐标系下的三维数据，可以通过跟踪装置对扫描装置的位姿进行跟踪，得到跟踪装置与扫描装置之间的相对位姿关系，基于该相对位子关系，将被测物体的三维数据从扫描装置坐标系转换至跟踪装置坐标系下。跟踪装置在不同跟踪位置下对应不同的跟踪装置坐标系，因此通过将跟踪装置在不同跟踪位置下对扫描装置进行跟踪，能够得到被测物体在多个不同跟踪装置坐标系下的三维数据。基于上述步骤S220计算得到的不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，将不同跟踪装置坐标系下的三维数据拼接至同一个跟踪装置坐标系下，从而完成被测物体的三维重建。具体地，可以基于多组两个不同跟踪位置之间的跟踪位姿变换关系，依次完成该两个不同跟踪位置下两个不同跟踪装置坐标系之间三维数据的两两转换，进而得到同一个跟踪装置坐标系下的三维数据，最终能够将被测物体在多个不同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。

通过计算不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，并基于该跟踪位姿变换关系，将被测物体在不同跟踪位置对应的跟踪装置坐标系下的三维数据转换至同一个跟踪装置坐标系下，实现了多个不同跟踪装置坐标系之间的统一，完成了被测物体的三维重建。相比目前将跟踪装置固定于一个跟踪位置进行工作而言，通过控制跟踪装置移动于不同跟踪位置以完成被测物体的三维重建，能够提高跟踪装置的工作范围，从而能够完成对被测物体更大范围的扫描。

上述步骤S210至步骤S230，获取位移传感器测量得到的跟踪装置在不同跟踪位置之间的位移信息，根据位移信息，获取跟踪装置在不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，根据不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，和被测物体在不同跟踪位置对应的跟踪装置坐标系下的三维数据，对被测物体进行三维重建，以获取被测物体的三维模型。其利用位移传感器实现了对不同跟踪位置之间位移信息的准确获取，进而得到了多个不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，从而能够使多个不同跟踪装置坐标系下的三维数据，拼接至同一个坐标系下，实现了在对被测物体进行三维重建时扩大跟踪装置的工作范围。

进一步地，在一个实施例中，基于上述步骤S220，不同跟踪位置位于同一直线上，位移信息为不同跟踪位置之间的相对位移距离，根据位移信息，获取跟踪装置在不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，具体包括以下步骤：

步骤S221，获取跟踪装置在不同跟踪位置之间的移动方向。

具体地，可以在跟踪装置沿预设的移动路线对扫描装置进行跟踪之前，先利用背景标记点对该移动路线的移动方向进行标定。其中，该背景标记点可以为墙面或者标定板上的标记点。该墙面或者标定板位于三维扫描系统预先确定的固定位置处。在标定过程中，当跟踪装置沿该移动路线移动至两个不同的标定位置时，均能观测到该固定位置下的标记点。也即，该背景标记点需要设置于跟踪装置在两个不同标定位置下的共同工作范围内，以使不同标定位置下的跟踪装置能够获得同一位置下的标记点数据，且背景标记点的数量应不小于三个。

在跟踪装置移动至其中一个标定位置时，获取每个背景标记点在该标定位置的跟踪装置坐标系下的标记点坐标。在获得跟踪装置移动至不同标定位置下观测得到的标记点坐标后，将对应的标记点进行匹配，能够得到不同标定位置下对应的跟踪装置坐标系之间的转换关系，该转换关系即标定位姿变换关系。根据该标定位姿变换关系，能够得到跟踪装置在不同标定位置之间的移动方向。由于跟踪装置的移动路线为直线，该移动方向同样也为跟踪装置在不同跟踪位置之间的移动方向。另外地，跟踪装置在不同跟踪位置之间的移动方向，也可以由驱动该跟踪装置的控制装置预先确定。

步骤S222，根据移动方向和相对位移距离计算跟踪位姿变换关系。

进一步地，在一个实施例中，基于上述步骤S221，获取跟踪装置在不同跟踪位置之间的移动方向，具体包括以下步骤：

步骤S2211，根据标定板上的标记点，获取不同标定位置的跟踪装置坐标系之间的标定位姿变换关系。

具体地，将该标定板设置于跟踪装置在不同标定位置下的共同工作范围内，以使跟踪装置在移动至不同标定位置时均能获得该标定板上的标记点坐标。通过将不同标定位置下所获得的同一个标定板上的相同位置的标记点坐标进行匹配，能够获得不同标定位置之间的标定位姿变换关系。

步骤S2212，根据标定位姿变换关系，确定跟踪装置在不同标定位置之间的移动方向，将跟踪装置在不同标定位置之间的移动方向作为跟踪装置在不同跟踪位置之间的移动方向。

更进一步地，在一个实施例中，基于上述步骤S2212，根据标定板上的标记点获取不同标定位置的跟踪装置坐标系之间的标定位姿变换关系，具体包括以下步骤：

步骤S22121，获取标定板上的标记点在不同标定位置的跟踪装置坐标系下的标记点坐标。

步骤S22122，根据不同标定位置的跟踪装置坐标系下的标记点坐标，计算不同标定位置的跟踪装置坐标系之间的标定位姿变换关系。

另外地，在一个实施例中，不同跟踪位置位于预先设定的移动路线上。其中，该移动路线可以为直线也可以为曲线。

在一个实施例中，基于上述步骤S230，在根据不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，和被测物体在不同跟踪位置对应的跟踪装置坐标系下的三维数据，对被测物体进行三维重建，以获取被测物体的三维模型之前，还包括以下步骤：

步骤S223，计算在不同跟踪位置下，跟踪装置与扫描装置之间的相对位姿关系。

在使用扫描装置对被测物体进行扫描，获得被测物体在扫描装置坐标系下的三维数据的同时，可以利用跟踪装置在某一跟踪位置下对该扫描装置的位姿进行跟踪。具体地，可以通过跟踪装置对设置于扫描装置上的标识符进行获取，计算得到跟踪装置与扫描装置之间的相对位姿关系。根据该相对位姿关系，将扫描装置所获取的被测物体的三维数据，转换至该跟踪位置下的跟踪装置坐标系下。其中，跟踪装置在同一个跟踪位置下，可以对视野范围内的多个不同扫描位置下的扫描装置的标识符进行获取，从而得到多个不同扫描位置下，跟踪装置与扫描装置之间的相对位姿关系，从而可以将多个不同扫描位置下的扫描装置坐标系下的三维数据，转换至同一个跟踪位置下。

步骤S224，根据相对位姿关系，将被测物体的三维数据从扫描装置坐标系转换至不同跟踪位置下对应的跟踪装置坐标系下。

上述步骤S210至S240，获取跟踪装置在不同跟踪位置之间的移动方向，根据该移动方向和相对位移距离计算跟踪位姿变换关系，从而能够实现不同跟踪位置下跟踪装置坐标系之间数据的转换；利用跟踪装置与扫描装置之间的相对位姿关系，将被测物体的三维数据从扫描装置坐标系转换至跟踪装置坐标系下，从而实现了多个局部的扫描装置坐标系的三维数据在跟踪装置坐标系下的拼接，提高了后续得到被测物体完整三维数据的效率，利用不同跟踪位置下跟踪装置坐标系之间的跟踪位姿变换关系，将不同跟踪装置坐标系下的三维数据，拼接至同一跟踪装置坐标系下，从而完成了被测物体的三维重建，扩大了跟踪装置的工作范围。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种三维扫描系统30，包括扫描装置32、跟踪装置34以及数据处理装置36；跟踪装置34，用于按照预设的移动路线移动至不同跟踪位置时，获取扫描装置32相对跟踪装置34的位姿，并将位姿发送至数据处理装置36；扫描装置32用于获取被测物体的三维数据，并将三维数据发送至数据处理装置36；数据处理装置36用于执行上述数据处理方法。

其中，跟踪装置34可设置于导轨的滑块上，或设置于AGV小车上，移动至移动路线上的不同跟踪位置上，并在不同跟踪位置上对扫描装置32进行跟踪，获得该扫描装置32相对跟踪装置34的位姿。数据处理装置36在接收到跟踪装置34在不同跟踪位置下所获得的该位姿，以及扫描装置32所获取的被测物体在跟踪装置坐标系下的三维数据后，将被测物体在扫描装置32坐标系下的三维数据，转换至对应跟踪位置下的跟踪装置坐标系下。

另外地，还可以通过位移传感器获取不同跟踪位置之间的位移信息，以得到不同跟踪位置下跟踪装置坐标系之间的跟踪位姿变换关系，从而实现不同跟踪装置坐标系的统一。

上述三维扫描系统30，包括扫描装置、跟踪装置以及数据处理装置；跟踪装置，用于按照预设的移动路线移动至不同跟踪位置时，获取扫描装置相对跟踪装置的位姿，并将位姿发送至数据处理装置；扫描装置用于获取被测物体的三维数据，并将三维数据发送至数据处理装置；数据处理装置用于执行上述数据处理方法。其实现了被测物体的三维重建，并扩大了跟踪装置的工作范围。

在一个实施例中，三维扫描系统30还包括导轨和位移传感器，其中：导轨上设置有滑块，跟踪装置34随滑块带动沿导轨移动；位移传感器用于读取跟踪装置34在导轨上移动至不同跟踪位置时的位置信息，并将位置信息发送至数据处理装置36。

在一个实施例中，位移传感器包括读数部件和基准部件，其中：基准部件固定在导轨上，用于对读数部件相对基准部件的距离进行测量；读数部件设置于滑块上，跟随滑块的移动而移动，用于提供跟踪装置34沿导轨移动的位置信息。

在一个实施例中，跟踪装置34还用于按照预设的移动路线移动至不同标定位置时，获取标定板上的标记点坐标，并将标记点坐标发送至数据处理装置36。

上述三维扫描系统30，在导轨上设置滑块，使跟踪装置34随滑块带动沿导轨移动，位移传感器通过读取跟踪装置34在导轨上移动至不同跟踪位置时的位置信息，并将位置信息发送至数据处理装置36，从而获得不同跟踪装置坐标系之间的跟踪位姿变换关系，进而将不同跟踪装置坐标系下的三维数据转换至同一跟踪装置坐标系下，完成被测物体的三维重建，并扩大了跟踪装置的工作范围。

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 (9)

1.一种数据处理方法，用于三维扫描系统，其特征在于，所述方法包括：

获取位移传感器测量得到的跟踪装置在不同跟踪位置之间的位移信息；其中，所述不同跟踪位置位于同一直线上；所述位移信息为所述不同跟踪位置之间的相对位移距离；

获取所述跟踪装置在所述不同跟踪位置之间的移动方向；其中，在所述跟踪装置在不同标定位置进行移动时，利用背景标记点对移动前后的所述跟踪装置进行标定，以确定所述移动方向；

根据所述移动方向和所述相对位移距离计算所述跟踪装置在不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系；

根据所述不同跟踪位置下的跟踪位姿变换关系，和被测物体在不同跟踪位置对应的跟踪装置坐标系下的三维数据，对所述被测物体进行三维重建，以获取所述被测物体的三维模型。

2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述获取所述跟踪装置在所述不同跟踪位置之间的移动方向，包括：

根据标定板上的标记点，获取所述不同标定位置的跟踪装置坐标系之间的标定位姿变换关系；

根据所述标定位姿变换关系，确定所述跟踪装置在所述不同标定位置之间的移动方向，将所述跟踪装置在所述不同标定位置之间的移动方向作为所述跟踪装置在所述不同跟踪位置之间的移动方向。

3.根据权利要求2所述的数据处理方法，其特征在于，所述根据标定板上的标记点获取所述不同标定位置的跟踪装置坐标系之间的标定位姿变换关系，包括：

获取所述标定板上的标记点在所述不同标定位置的跟踪装置坐标系下的标记点坐标；

根据所述不同标定位置的跟踪装置坐标系下的标记点坐标，计算所述不同标定位置的跟踪装置坐标系之间的标定位姿变换关系。

4.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述不同跟踪位置位于预先设定的移动路线上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的数据处理方法，其特征在于，在根计算在所述不同跟踪位置下，所述跟踪装置与扫描装置之间的相对位姿关系；

根据所述相对位姿关系，将所述被测物体的三维数据从扫描装置坐标系转换至所述不同跟踪位置下对应的跟踪装置坐标系下。

6.一种三维扫描系统，其特征在于，所述系统包括扫描装置、跟踪装置以及数据处理装置；

所述跟踪装置，用于按照预设的移动路线移动至不同跟踪位置时，获取所述扫描装置相对所述跟踪装置的位姿，并将所述位姿发送至所述数据处理装置；

所述扫描装置用于获取被测物体的三维数据，并将所述三维数据发送至所述数据处理装置；

所述数据处理装置用于执行权利要求1至5中任一项所述的数据处理方法。

7.根据权利要求6所述的三维扫描系统，其特征在于，所述三维扫描系统还包括导轨和位移传感器，其中：

所述导轨上设置有滑块，所述跟踪装置随所述滑块带动沿所述导轨移动；

所述位移传感器用于读取所述跟踪装置在所述导轨上移动至不同跟踪位置时的位置信息，并将所述位置信息发送至所述数据处理装置。

8.根据权利要求7所述的三维扫描系统，其特征在于，所述位移传感器包括读数部件和基准部件，其中：

所述基准部件固定在所述导轨上，用于对所述读数部件相对所述基准部件的距离进行测量；

所述读数部件设置于所述滑块上，跟随所述滑块的移动而移动，用于提供所述跟踪装置沿所述导轨移动的位置信息。

9.根据权利要求6所述的三维扫描系统，其特征在于，所述跟踪装置还用于按照预设的移动路线移动至不同标定位置时，获取标定板上的标记点坐标，并将所述标记点坐标发送至所述数据处理装置。