CN113473034B - 孔位补光方法、孔位补光器、孔位扫描方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种孔位补光方法、孔位补光器、孔位扫描方法和系统，通过获取孔位区域的固有参数，根据固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的曝光模式对孔位区域进行曝光，曝光模式至少包括第一曝光模式和第二曝光模式；第一曝光模式为：在单一图像采集周期内，根据孔位区域的亮度，调整孔位补光器的曝光时间；第二曝光模式为：在连续图像采集周期内，调整孔位补光器以预设的至少两种曝光时间交替点亮。其基于孔位区域的固有参数，为孔位区域选择不同曝光模式进行曝光，能够获得满足准确提取要求的孔位区域的图像特征，从而提高了孔位边缘信息提取的准确度，进而提高了孔位重建的精度。

Description

孔位补光方法、孔位补光器、孔位扫描方法和系统

技术领域

本申请涉及机器人的三维扫描技术领域，特别是涉及一种孔位补光方法、孔位补光器、孔位扫描方法和系统。

背景技术

在三维扫描系统中，通过在扫描过程中对扫描对象的孔位进行曝光，能够提高后续孔位重建的精度。孔位补光器的曝光时间过小，采集的孔位图像过暗，无法提取孔位边缘信息；孔位补光器的曝光时间过大，采集的孔位图像过亮，当图像过曝时孔位的边缘信息不够准确，会导致重建孔位的精度降低。所以，孔位补光器的曝光时间对重建孔位的精度影响很大。

现有技术在对不同材料的扫描对象进行孔位补光时，为了适应扫描对象的材料属性对孔位重建精度的影响，往往需要手动调节孔位补光器的曝光时间，以提高不同材料的扫描对象的孔位重建精度。这种方式，一方面手动调节的准确度无法保证，另一方面，对于材料复杂的扫描对象，单一的孔位曝光时间难以满足孔位重建的精度要求。

针对目前手动调节实现单一的孔位曝光时间，难以满足扫描对象的孔位重建的精度要求的问题，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孔位补光方法、孔位补光器、孔位扫描方法和系统，以至少解决相关技术中存在的手动调节实现单一的孔位曝光时间，难以满足扫描对象的孔位重建的精度要求的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种孔位补光方法，用于在三维扫描的过程中，对扫描对象中的孔位区域进行曝光，所述方法包括以下步骤：

获取所述孔位区域的固有参数；

根据所述固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的所述曝光模式对所述孔位区域进行曝光；

所述曝光模式至少包括第一曝光模式和第二曝光模式；所述第一曝光模式为：在单一图像采集周期内，根据所述孔位区域的亮度，调整孔位补光器的曝光时间；所述第二曝光模式为：在连续图像采集周期内，调整所述孔位补光器以预设的至少两种曝光时间交替点亮。

在其中一些实施例中，所述固有参数包括所述孔位区域的材料、颜色、或表面处理方式。

在其中一些实施例中，根据所述固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的所述曝光模式对所述孔位区域进行曝光，包括以下步骤：

在所述孔位区域的材料为一种、和\或颜色差异小于设定阈值的情况下，选取所述第一曝光模式对所述孔位区域进行曝光；

在所述孔位区域的材料大于一种、和\或颜色差异大于或等于所述设定阈值的情况下，选取所述第二曝光模式对所述孔位区域进行曝光。

在其中一些实施例中，所述第一曝光模式包括：

获取当前孔位曝光时间，按照所述当前孔位曝光时间对所述孔位区域进行曝光；

获取所述孔位区域曝光后的亮度特征，判断所述亮度特征是否属于预设的亮度区间，若是，则将所述当前孔位曝光时间设置为所述第一曝光模式下的目标曝光时间，并在所述单一图像采集周期内，按照所述目标曝光时间对所述孔位区域进行曝光。

在其中一些实施例中，所述第一曝光模式还包括：

若所述亮度特征超出所述预设的亮度区间，则根据所述当前孔位曝光时间、所述亮度特征和预设的目标亮度特征，计算期望曝光时间，并将所述期望曝光时间设置为所述当前孔位曝光时间，直到当前孔位曝光时间下对应的亮度特征属于预设的亮度区间，则将所述当前孔位曝光时间设置为目标曝光时间，并按照所述目标曝光时间对所述孔位区域进行曝光。

第二方面，本申请实施例提供了一种孔位补光器，用于在三维扫描的过程中，对扫描对象中的孔位区域进行补光，包括获取模块和曝光模块：

所述获取模块，用于获取所述孔位区域的固有参数；

所述曝光模块，用于根据所述固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的所述曝光模式对所述孔位区域进行曝光，所述曝光模式至少包括第一曝光模式和第二曝光模式；所述第一曝光模式为：在单一图像采集周期内，根据所述孔位区域的亮度，调整孔位补光器的曝光时间；所述第二曝光模式为：在连续图像采样周期内，调整所述孔位补光器以预设的至少两种曝光时间交替点亮。

第三方面，本申请实施例提供了一种孔位扫描方法，用于对扫描对象中的孔位区域进行扫描，包括以下步骤：

采用上述第一方面所述的孔位补光方法，对所述扫描对象中的孔位区域进行曝光；

获取所述扫描对象基于孔位区域曝光和标记点曝光的孔位图像；

从所述孔位图像中提取曝光后的所述标记点信息和所述孔位信息，并根据所述标记点信息和所述孔位信息，重建所述孔位的三维数据。

在其中一些实施例中，所述获取所述扫描对象基于孔位区域曝光和标记点曝光的孔位图像，包括：

获取所述扫描对象在不同扫描位置下进行扫描，得到的不同曝光时间下的多幅孔位图像。

在其中一些实施例中，所述从所述孔位图像中提取曝光后的所述标记点信息和所述孔位信息，并根据所述标记点信息和所述孔位信息，重建所述孔位的三维数据，包括：

从所述不同曝光时间下的多幅孔位图像中选取满足预设的第一筛选条件的孔位图像，进行孔位信息提取；

利用预设的标记点提取方法，获取满足所述第一筛选条件的孔位图像的标记点信息。

在其中一些实施例中，所述从所述孔位图像中提取曝光后的所述标记点信息和所述孔位信息，还包括：

从所述不同曝光时间下的多幅孔位图像进行孔位信息提取，得到多组孔位信息；

从所述多组孔位信息中选取满足预设的第二筛选条件的孔位信息；

利用所述预设的标记点提取方法，获取所述孔位图像的标记点信息。

在其中一些实施例中，所述获取所述扫描对象基于孔位区域曝光和标记点曝光的孔位图像，包括：获取扫描装置在同一扫描位置对所述扫描对象进行扫描得到的不同曝光时间下的多组孔位图像；

所述从所述孔位图像中提取曝光后的所述标记点信息和所述孔位信息，包括：对所述多组孔位图像进行孔位区域融合，得到所述多组孔位图像组成的孔位融合图像；从所述孔位融合图像中提取得到所述孔位信息；利用预设的标记点提取方法获取所述孔位图像的标记点信息。

第四方面，本申请实施例提供了一种孔位扫描系统，用于对扫描对象中的孔位区域进行扫描，所述系统包括扫描装置、控制装置、数据处理装置以及补光装置，其中：

所述扫描装置包括至少两个图像传感器，用于获取所述扫描对象的孔位图像，其中，所述孔位区域设置有标记点；

所述补光装置包括至少两个标记点补光器，所述标记点补光器用于在所述图像传感器获取孔位图像时，对所述标记点进行曝光；

所述补光装置还包括至少一个上述第二方面所述的孔位补光器，所述孔位补光器用于在所述图像传感器获取所述孔位图像时，对所述孔位区域进行曝光；

所述控制装置用于控制所述孔位补光器，按照调节的孔位曝光时间点亮，对所述孔位区域进行曝光，还用于控制所述标记点补光器，按照预设的标记点曝光时间，对所述标记点进行曝光，并控制所述图像传感器采集所述孔位图像；

所述数据处理装置用于获取所述孔位图像，并根据所述孔位图像中的标记点信息和孔位信息，重建所述孔位的三维数据。

本申请实施例提供的孔位补光方法、孔位补光器、孔位扫描方法和系统，通过获取孔位区域的固有参数，根据固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的曝光模式对孔位区域进行曝光，曝光模式至少包括第一曝光模式和第二曝光模式；第一曝光模式为：在单一图像采集周期内，根据孔位区域的亮度，调整孔位补光器的曝光时间；第二曝光模式为：在连续图像采集周期内，调整孔位补光器以预设的至少两种曝光时间交替点亮。其基于孔位区域的固有参数，为孔位区域选择不同曝光模式进行曝光，能够获得满足准确提取要求的孔位区域的图像特征，从而提高了孔位边缘信息提取的准确度，进而提高了孔位重建的精度。

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孔位补光方法的应用环境图；

图2是根据本发明实施例的孔位补光方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的孔位补光器的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的孔位扫描方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的孔位扫描系统的结构示意图。

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。

图1为本申请提供的一实施例中孔位补光方法的应用环境图。如图1所示，在该应用环境中，包括扫描装置101、孔位补光器102、以及扫描对象103。其中，扫描装置101对扫描对象103进行扫描，以获取扫描对象103的孔位图像。孔位补光器102设置于扫描装置101上，主要用于根据扫描对象103上的孔位区域的固有参数，确定一种曝光模式，并按照确定的曝光模式对扫描对象103的孔位区域进行曝光。

本实施例提供了一种孔位补光方法，如图2所示，包括如下步骤：

步骤S210，获取孔位区域的固有参数。

其中，孔位区域的固有参数可以为扫描对象表面孔位区域的材料、颜色以及表面处理方式。该表面处理方式具体可以为确定该孔位区域对应的曝光时间的经验值的方式。例如，可以预先使用孔位补光器对不同材料的孔位区域进行曝光，以确定不同材料的孔位区域适用的曝光时间的经验值。在对孔位区域进行曝光时，孔位区域不同的材料和颜色所适用的曝光时间是不同的，因此孔位补光器的曝光时间需要根据孔位区域的材料和颜色进行调节。具体地，孔位区域的固有参数既可以通过扫描装置对扫描对象进行预扫描后，利用现有的图像分析技术得到。

步骤S220，根据固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的曝光模式对孔位区域进行曝光。

本申请实施例提供的曝光模式至少包括第一曝光模式和第二曝光模式；第一曝光模式为：在单一图像采集周期内，根据孔位区域的亮度，调整孔位补光器的曝光时间；第二曝光模式为：在连续图像采集周期内，调整孔位补光器以预设的至少两种曝光时间交替点亮。

具体地，可以根据孔位区域的材料类型数量或颜色差异大小确定一种曝光模式。当孔位区域的材料单一、颜色差异不超过预设的差异范围时，可以选择只包含一种曝光时间的曝光模式对该孔位区域进行曝光，将该种曝光模式作为第一曝光模式。另外地，当孔位区域的材料为多种，或者颜色差异超过预设的差异范围时，可以选择包含多种曝光时间的曝光模式对该孔位区域进行曝光，该包含多种曝光时间的曝光模式可以作为第二曝光模式。

其中，在使用第一曝光模式对孔位区域进行曝光时，可以根据孔位区域的曝光后的亮度特征对曝光时间进行调节，以确定在单一图像采集周期内使用第一曝光模式对孔位区域进行曝光的孔位曝光时间。具体地，可以将预先确定的初始孔位曝光时间作为当前孔位曝光时间对孔位区域进行曝光，若该孔位区域曝光后所提取的图像特征不符合预设的特征区间，则对当前孔位曝光时间进行调整，直到利用当前孔位曝光时间对孔位区域进行曝光后得到的图像特征符合预设的特征区间。该图像特征具体可以为任意一种亮度特征，例如孔位区域曝光后的灰度值。

另外地，在使用第二曝光模式对孔位区域进行曝光时，可以预先设置与孔位区域的材料、颜色等对应的不同曝光时间。例如，若孔位区域包含四种颜色，且每种颜色之间的颜色差异超过设定阈值，则可以为该四种颜色分别设置对应的曝光时间。在连续的图像采集周期内，控制孔位补光器以不同的曝光时间交替对孔位区域进行曝光。

相比目前通过手动调节孔位补光器的曝光时间，对扫描对象的孔位区域进行曝光以提取用于重建扫描对象孔位的孔位边缘信息的方式而言，通过根据孔位区域的固有参数选择不同的曝光模式对孔位区域进行曝光，能够提高孔位边缘信息提取的准确度，进而提高孔位重建的精度。

上述步骤，获取孔位区域的固有参数，根据固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的曝光模式对孔位区域进行曝光，曝光模式至少包括第一曝光模式和第二曝光模式；第一曝光模式为：在单一图像采集周期内，根据孔位区域的亮度，调整孔位补光器的曝光时间；第二曝光模式为：在连续图像采集周期内，调整孔位补光器以预设的至少两种曝光时间交替点亮。其基于孔位区域的固有参数，为孔位区域选择不同曝光模式进行曝光，能够获得满足准确提取要求的孔位区域的图像特征，从而提高了孔位边缘信息提取的准确度，进而提高了孔位重建的精度。

进一步地，在一个实施例中，固有参数包括孔位区域的材料、颜色、或表面处理方式。

另外地，在一个实施例中，基于上述步骤S220，根据固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的曝光模式对孔位区域进行曝光，包括以下步骤：

步骤S221，在孔位区域的材料为一种、和\或颜色差异小于设定阈值的情况下，选取第一曝光模式对孔位区域进行曝光,。

步骤S222，在孔位区域的材料大于一种、和\或颜色差异大于或等于设定阈值的情况下，选取第二曝光模式对孔位区域进行曝光。

在一个实施例中，第一曝光模式包括：获取当前孔位曝光时间，按照当前孔位曝光时间对孔位区域进行曝光；获取孔位区域曝光后的亮度特征，判断亮度特征是否属于预设的亮度区间，若是，则将当前孔位曝光时间设置为第一曝光模式下的目标曝光时间，并在单一图像采集周期内，按照目标曝光时间对孔位区域进行曝光。

另外地，在一个实施例中，第一曝光模式还包括：若亮度特征超出预设的亮度区间，则根据当前孔位曝光时间、亮度特征和预设的目标亮度特征，计算期望曝光时间，并将期望曝光时间设置为当前孔位曝光时间，直到当前孔位曝光时间下对应的亮度特征属于预设的亮度区间，则将所述当前孔位曝光时间设置为目标曝光时间，并按照所述目标曝光时间对所述孔位区域进行曝光。

具体地，该亮度特征可以为孔位区域中被孔位补光灯曝光区域的灰度平均值。通过将曝光后的孔位区域的灰度平均值与预先设定的灰度区间进行比对，判断当前孔位曝光时间下孔位区域的亮度是否属于预设的亮度区间。若灰度平均值高于该灰度区间的最高值时，则曝光后的孔位区域的亮度偏高，若灰度平均值低于该灰度区间的最低值，则曝光后的孔位区域的亮度偏低。

在亮度特征超出预设的亮度区间时，根据当前孔位曝光时间、亮度特征以及预设的目标亮度特征来计算期望曝光时间，具体可以为根据当前孔位曝光时间、使用当前曝光后孔位区域的灰度平均值以及预设的目标灰度值，得到期望曝光时间，将该期望曝光时间作为当前孔位曝光时间对该孔位区域进行曝光。若提取的亮度特征属于亮度区间，则将该当前孔位曝光时间设置为第一曝光模式下对孔位区域进行曝光的目标曝光时间，否则，继续对当前孔位曝光时间进行调整，直到调整后的当前孔位曝光时间对应的亮度特征属于亮度区间。

上述孔位补光方法，根据孔位区域的材料、颜色、或表面处理方式确定曝光模式，在使用第一曝光模式对孔位区域进行曝光时，根据曝光后的孔位区域的亮度特征调整该第一曝光模式的当前曝光时间，以使曝光后的孔位区域的亮度特征属于预设的亮度区间；在使用第二曝光模式对孔位区域进行曝光时，在连续图像采集周期内交替使用预先确定的多种曝光时间对孔位区域进行曝光，从而提高了孔位边缘信息提取的准确度，进而提高了重建孔位的精度。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种孔位补光器30，用于三维扫描的过程中，对扫描对象中的孔位区域进行补光，包括获取模块32和曝光模块34：

获取模块32，用于在全局测量模式下，获取标定区域在全局坐标系下的全局标记点数据；

曝光模块34，用于根据固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的曝光模式对孔位区域进行曝光，曝光模式至少包括第一曝光模式和第二曝光模式；第一曝光模式为：在单一图像采集周期内，根据孔位区域的亮度，调整孔位补光器的曝光时间；第二曝光模式为：在连续图像采样周期内，调整孔位补光器以预设的至少两种曝光时间交替点亮。

上述孔位补光器30，通过获取孔位区域的固有参数，根据固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的曝光模式对孔位区域进行曝光，曝光模式至少包括第一曝光模式和第二曝光模式；第一曝光模式为：在单一图像采集周期内，根据孔位区域的亮度，调整孔位补光器的曝光时间；第二曝光模式为：在连续图像采集周期内，调整孔位补光器以预设的至少两种曝光时间交替点亮。其基于孔位区域的固有参数，为孔位区域选择不同曝光模式进行曝光，能够获得满足准确提取要求的孔位区域的图像特征，从而提高了孔位边缘信息提取的准确度，进而提高了孔位重建的精度。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种孔位扫描方法，用于对扫描对象中的孔位区域进行扫描，具体包括以下步骤：

步骤S410，采用上述实施例的孔位补光方法，对扫描对象中的孔位区域进行曝光。

具体地，根据扫描对象中的孔位区域的固有参数，确定该孔位区域对应的曝光模式。当孔位区域的材料为一种，和/或颜色差异小于设定的阈值时，则采用包含一种曝光时间的第一曝光模式对该孔位区域进行曝光，否则，采用包含至少两种曝光时间的第二曝光模式对该孔位区域进行曝光。利用孔位补光器对该孔位区域进行曝光时所使用的孔位补光方法可以参照上述实施例中的描述，此处不再赘述。

步骤S420，获取扫描对象基于孔位区域曝光和标记点曝光的孔位图像。

在使用孔位补光器对孔位区域进行曝光时，还可以控制标记点补光器对扫描对象上设置的标记点进行曝光。其中，该标记点补光器可以设置在扫描装置上。在对扫描对象的孔位区域和标记点进行曝光的同时，使用扫描装置对该扫描对象进行拍摄，从而获得基于孔位区域曝光与标记点曝光的孔位图像。

步骤S430，从孔位图像中提取曝光后的标记点信息和孔位信息，并根据标记点信息和孔位信息，重建孔位的三维数据。

具体地，该孔位信息可以利用单一曝光时间或不同曝光时间对孔位区域进行曝光后所提取的孔位边缘信息。根据提取的孔位边缘信息和孔位区域的标记点信息，对孔位的三维数据进行重建。

另外地，在使用扫描装置获取基于孔位曝光和标记点曝光的孔位图像时，既可以使用扫描装置在移动过程中对扫描对象进行扫描，获取不同位置下的孔位图像，也能使用扫描装置在不同扫描位置下的静置状态下获取扫描对象的孔位图像。其中，在扫描装置进行移动对扫描对象扫描时，孔位补光器既可以设置于扫描装置上，也可以与扫描装置进行分离设置，在此不作限定。

上述孔位扫描方法，对扫描对象的孔位区域进行曝光，获取扫描对象基于孔位区域曝光和标记点曝光的孔位图像，从孔位图像中提取曝光后的标记点信息和孔位信息，并根据标记点信息和孔位信息，重建孔位的三维数据。其提高了孔位边缘信息提取的准确率，进而提高了孔位重建的精度。

其中，在一个实施例中，基于上述步骤S420，获取扫描对象基于孔位区域曝光和标记点曝光的孔位图像，具体包括以下步骤：

步骤S421，获取扫描对象在不同扫描位置下进行扫描，得到的不同曝光时间下的多幅孔位图像。

其中，在使用包含至少两种不同曝光时间的第二曝光模式对孔位区域进行孔位补光时，获取该扫描对象在不同曝光时间下的多幅孔位图像。

在一个实施例中，基于上述步骤S421，从孔位图像中提取曝光后的标记点信息和孔位信息，并根据标记点信息和孔位信息，重建孔位的三维数据，具体包括以下步骤：

步骤S431，从不同曝光时间下的多幅孔位图像中选取满足预设的第一筛选条件的孔位图像，进行孔位信息提取。

其中，第一筛选条件具体可以为基于孔位图像中孔位区域的灰度、以及灰度变化趋势等参数进行设置，从不同曝光时间下选取其中预设数量的，孔位区域的灰度满足预设的灰度区间，且孔位边缘的灰度变化趋势一致的孔位图像，进行标记点信息和孔位信息的提取。另外地，在获取满足第一筛选条件的孔位图像之前，还可以分别对不同曝光时间下的多幅孔位图像进行预处理。该预处理的方式可以包括对孔位图像进行区域分割、二值化以及图像降噪等。通过对满足第一筛选条件的孔位图像进行标记点信息和孔位信息的提取，能够提高后续孔位重建的精度。

步骤S432，利用预设的标记点提取方法，获取满足第一筛选条件的孔位图像的标记点信息。

其中，在一个实施例中，基于上述步骤S421，从孔位图像中提取曝光后的标记点信息和孔位信息，还包括以下步骤：

步骤S433，从不同曝光时间下的多幅孔位图像进行孔位信息提取，得到多组孔位信息。

步骤S434，从多组孔位信息中选取满足预设的第二筛选条件的孔位信息。

其中，第二筛选条件具体可以为孔位边缘的灰度变化值大于预设的灰度差值。将孔位边缘的灰度变化值大于预设的灰度差值的孔位边缘作为强边缘，并且对出现过曝情况而降低孔位边缘信息准确度的强边缘进行剔除。

步骤S435，利用预设的标记点提取方法，获取孔位图像的标记点信息。

在一个实施例中，获取扫描对象基于孔位区域曝光和标记点曝光的孔位图像，包括：获取扫描装置在同一扫描位置对扫描对象进行扫描得到的不同曝光时间下的多组孔位图像；从孔位图像中提取曝光后的标记点信息和孔位信息，包括：对多组孔位图像进行孔位区域融合，得到多组孔位图像组成的孔位融合图像；从孔位融合图像中提取得到孔位信息；利用预设的标记点提取方法获取孔位图像的标记点信息。

其中，对多组孔位图像进行孔位区域融合，得到多组孔位图像组成的孔位融合图像，具体可以是对同一扫描位置的不同曝光时间下的多组孔位图像的同一孔位区域进行融合，从而得到多组孔位图像组成的孔位融合图像。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种孔位扫描系统50，用于对扫描对象中的孔位区域进行扫描，包括扫描装置52、控制装置54、数据处理装置56以及补光装置58，其中：扫描装置52包括至少两个图像传感器，用于获取扫描对象的孔位图像，其中，孔位区域设置有标记点；补光装置58包括至少两个标记点补光器，标记点补光器用于在图像传感器获取孔位图像时，对标记点进行曝光；补光装置58还包括至少一个孔位补光器，孔位补光器用于在图像传感器获取孔位图像时，对孔位区域进行曝光；控制装置54用于控制孔位补光器，按照调节的孔位曝光时间点亮，对孔位区域进行曝光，还用于控制标记点补光器，按照预设的标记点曝光时间，对标记点进行曝光，并控制图像传感器采集孔位图像；数据处理装置56用于获取孔位图像，并根据孔位图像中的标记点信息和孔位信息，重建孔位的三维数据。

上述孔位扫描系统50，通过利用扫描装置52获取扫描对象的孔位图像，利用补光装置58中的标记点补光器对扫描对象的标记点进行曝光，利用补光装置58中的孔位补光器对扫描对象的孔位区域进行曝光，利用控制装置54调节孔位补光器的孔位曝光时间，利用数据处理装置56基于曝光后的孔位信息和标记点信息，重建孔位的三维数据，从而提高了孔位边缘信息提取的准确度，提高了孔位重建的精度。

关于孔位扫描系统的实施例的具体限定可以参见上文中对于扫描方法的限定，在此不再赘述。上述孔位扫描系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

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 (11)

1.一种孔位补光方法，用于在三维扫描的过程中，对扫描对象中的孔位区域进行曝光，其特征在于，所述方法包括：

获取所述孔位区域的固有参数；

根据所述固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的所述曝光模式对所述孔位区域进行曝光；

所述曝光模式至少包括第一曝光模式和第二曝光模式；所述第一曝光模式为：在单一图像采集周期内，根据所述孔位区域的亮度，调整孔位补光器的曝光时间；所述第二曝光模式为：在连续图像采集周期内，调整所述孔位补光器以预设的至少两种曝光时间交替点亮；

其中，所述根据所述固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的所述曝光模式对所述孔位区域进行曝光，包括：

在所述孔位区域的材料为一种、和\或颜色差异小于设定阈值的情况下，选取所述第一曝光模式对所述孔位区域进行曝光；

在所述孔位区域的材料大于一种、和\或颜色差异大于或等于所述设定阈值的情况下，选取所述第二曝光模式对所述孔位区域进行曝光。

2.根据权利要求1所述的孔位补光方法，其特征在于，所述固有参数包括所述孔位区域的材料、颜色、或表面处理方式。

3.根据权利要求1至2任一项所述的孔位补光方法，其特征在于，所述第一曝光模式包括：

获取当前孔位曝光时间，按照所述当前孔位曝光时间对所述孔位区域进行曝光；

获取所述孔位区域曝光后的亮度特征，判断所述亮度特征是否属于预设的亮度区间，若是，则将所述当前孔位曝光时间设置为所述第一曝光模式下的目标曝光时间，并在所述单一图像采集周期内，按照所述目标曝光时间对所述孔位区域进行曝光。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一曝光模式还包括：

若所述亮度特征超出所述预设的亮度区间，则根据所述当前孔位曝光时间、所述亮度特征和预设的目标亮度特征，计算期望曝光时间，并将所述期望曝光时间设置为所述当前孔位曝光时间，直到当前孔位曝光时间下对应的亮度特征属于预设的亮度区间，则将所述当前孔位曝光时间设置为目标曝光时间，并按照所述目标曝光时间对所述孔位区域进行曝光。

5.一种孔位补光器，用于在三维扫描的过程中，对扫描对象中的孔位区域进行补光，其特征在于，包括获取模块和曝光模块；

所述获取模块，用于获取所述孔位区域的固有参数；

所述曝光模块，用于根据所述固有参数，确定一种曝光模式，按照确定好的所述曝光模式对所述孔位区域进行曝光，所述曝光模式至少包括第一曝光模式和第二曝光模式；所述第一曝光模式为：在单一图像采集周期内，根据所述孔位区域的亮度，调整孔位补光器的曝光时间；所述第二曝光模式为：在连续图像采样周期内，调整所述孔位补光器以预设的至少两种曝光时间交替点亮；

其中，所述曝光模块，还用于在所述孔位区域的材料为一种、和\或颜色差异小于设定阈值的情况下，选取所述第一曝光模式对所述孔位区域进行曝光；在所述孔位区域的材料大于一种、和\或颜色差异大于或等于所述设定阈值的情况下，选取所述第二曝光模式对所述孔位区域进行曝光。

6.一种孔位扫描方法，用于对扫描对象中的孔位区域进行扫描，其特征在于，包括以下步骤：

采用权利要求1至4任一项的孔位补光方法，对所述扫描对象中的孔位区域进行曝光；

获取所述扫描对象基于孔位区域曝光和标记点曝光的孔位图像；

从所述孔位图像中提取曝光后的所述标记点信息和所述孔位信息，并根据所述标记点信息和所述孔位信息，重建所述孔位的三维数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取所述扫描对象基于孔位区域曝光和标记点曝光的孔位图像，包括：

获取所述扫描对象在不同扫描位置下进行扫描，得到的不同曝光时间下的多幅孔位图像。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述从所述孔位图像中提取曝光后的所述标记点信息和所述孔位信息，并根据所述标记点信息和所述孔位信息，重建所述孔位的三维数据，包括：

从所述不同曝光时间下的多幅孔位图像中选取满足预设的第一筛选条件的孔位图像，进行孔位信息提取；

利用预设的标记点提取方法，获取满足所述第一筛选条件的孔位图像的标记点信息。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述从所述孔位图像中提取曝光后的所述标记点信息和所述孔位信息，还包括：

从所述不同曝光时间下的多幅孔位图像进行孔位信息提取，得到多组孔位信息；

从所述多组孔位信息中选取满足预设的第二筛选条件的孔位信息；

利用所述预设的标记点提取方法，获取所述孔位图像的标记点信息。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述获取所述扫描对象基于孔位区域曝光和标记点曝光的孔位图像，包括：

获取扫描装置在同一扫描位置对所述扫描对象进行扫描得到的不同曝光时间下的多组孔位图像；

所述从所述孔位图像中提取曝光后的所述标记点信息和所述孔位信息，包括：

对所述多组孔位图像进行孔位区域融合，得到所述多组孔位图像组成的孔位融合图像；

从所述孔位融合图像中提取得到所述孔位信息；

利用预设的标记点提取方法获取所述孔位图像的标记点信息。

11.一种孔位扫描系统，用于对扫描对象中的孔位区域进行扫描，其特征在于，所述系统包括扫描装置、控制装置、数据处理装置以及补光装置，其中：

所述扫描装置包括至少两个图像传感器，用于获取所述扫描对象的孔位图像，其中，所述孔位区域设置有标记点；

所述补光装置包括至少两个标记点补光器，所述标记点补光器用于在所述图像传感器获取孔位图像时，对所述标记点进行曝光；

所述补光装置还包括至少一个权利要求5所述的孔位补光器，所述孔位补光器用于在所述图像传感器获取所述孔位图像时，对所述孔位区域进行曝光；

所述控制装置用于控制所述孔位补光器，按照调节的孔位曝光时间点亮，对所述孔位区域进行曝光，还用于控制所述标记点补光器，按照预设的标记点曝光时间，对所述标记点进行曝光，并控制所述图像传感器采集所述孔位图像；

所述数据处理装置用于获取所述孔位图像，并根据所述孔位图像中的标记点信息和孔位信息，重建所述孔位的三维数据。

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