CN211668450U - 一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪，包括灯箱，灯箱内安装有扫描机构，扫描机构包括电动转盘、玻璃圆盘、相机支架、相机和LED发光组件；玻璃圆盘设置在电动转盘的上方，电动转盘带动玻璃圆盘旋转运动；相机支架竖直设置在灯箱内的右侧，相机对应安装在相机支架上，相机均对准玻璃圆盘的上侧设置，LED发光组件对准玻璃圆盘的上侧设置；玻璃圆盘的上方固定安装有三根圆形阵列布置的投影器支架，三根投影器支架的上端一一对应固定安装有第一激光投影器，三个第一激光投影器均对准玻璃圆盘上方的圆心处设置，电动转盘的中间位置上方还固定安装有第二激光投影器，第二激光投影器对准玻璃圆盘下方的圆心处设置。

Description

一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪

技术领域

本实用新型涉及三维扫描技术，尤其是涉及一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪。

背景技术

三维扫描仪是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮(高反照率)、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。

三维扫描仪对高反光高透明物品的扫描是最为困难的，需要在扫描前在待扫描物品的表面上喷涂反差增强剂(磁粉)，并需要等待反差增强剂干燥才能进行扫描，而且会出现扫描不准确的情况，由于喷涂了反差增强剂，反差增强剂一般呈白色，导致扫描设备无法直接得到待扫描物品的颜色信息，所扫描出来的模型需要用计算机进行后处理，后处理的步骤非常繁琐。

实用新型内容

本实用新型为克服上述情况不足，提供了一种能解决上述问题的技术方案。

一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪，包括灯箱，灯箱内安装有扫描机构，扫描机构包括电动转盘、玻璃圆盘、相机支架、相机和LED发光组件；电动转盘固定安装在灯箱内左侧的中间位置，玻璃圆盘设置在电动转盘的上方，电动转盘带动玻璃圆盘旋转运动；相机支架竖直设置在灯箱内的右侧，相机设置有多个，多个相机对应安装在相机支架上，多个相机均对准玻璃圆盘的上侧设置，LED发光组件设置有固定安装在灯箱内的多个，LED发光组件对准玻璃圆盘的上侧设置；玻璃圆盘的上方固定安装有三根圆形阵列布置的投影器支架，三根投影器支架的上端一一对应固定安装有第一激光投影器，三个第一激光投影器均对准玻璃圆盘上方的圆心处设置，电动转盘的中间位置上方还固定安装有第二激光投影器，第二激光投影器对准玻璃圆盘下方的圆心处设置。

进一步的：玻璃圆盘采用无反光透明玻璃。

进一步的：相机支架呈弧形结构，相机设置有安装在相机支架上的五个或五个以上，相机采用单反相机。

进一步的：相机支架的上下两端均成型有凸边，灯箱内的上下两侧均固定安装有滑槽；凸边对应前后滑动配合安装在滑槽内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：对高反光高透明物品的扫描无需在高反光高透明物品的表面喷涂反差增强剂，在关闭光源的前提下通过多个激光投影器对待扫描物品进行采集曲面数据得到三维模型；再打开光源通过多个相机对待扫描物品进行颜色图案信息的采集；最后用计算机对三维模型和颜色图案信息进行合成得到模型，能够更加接近于实体，减少计算机对模型的后处理时间。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型隐藏灯箱上、前、右表面的内部结构示意图。

图3是本实用新型隐藏灯箱上表面的俯视结构示意图。

图4是本实用新型相机支架的结构示意图。

图5是图4的A处放大结构示意图。

图中所示：1、灯箱；2、扫描机构；2-1、电动转盘；2-2、玻璃圆盘；2-3、相机支架；2-4、相机；2-5、LED发光组件；3、投影器支架；4、第一激光投影器；5、第二激光投影器；6、支柱；7、凸边；8、滑槽；2-51、LED灯条；2-52、柔光板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪，包括灯箱1，灯箱1内安装有扫描机构2，扫描机构2包括电动转盘2-1、玻璃圆盘2-2、相机支架2-3、相机2-4和LED发光组件2-5；电动转盘2-1固定安装在灯箱1内左侧的中间位置，玻璃圆盘2-2设置在电动转盘2-1的上方，电动转盘2-1带动玻璃圆盘2-2旋转运动；相机支架2-3竖直设置在灯箱1内的右侧，相机2-4设置有多个，多个相机2-4对应安装在相机支架2-3上，多个相机2-4均对准玻璃圆盘2-2的上侧设置，LED发光组件2-5设置有固定安装在灯箱1内的多个，LED发光组件2-5对准玻璃圆盘2-2的上侧设置；玻璃圆盘2-2的上方固定安装有三根圆形阵列布置的投影器支架3，三根投影器支架3的上端一一对应固定安装有第一激光投影器4，三个第一激光投影器4均对准玻璃圆盘2-2上方的圆心处设置，电动转盘2-1的中间位置上方还固定安装有第二激光投影器5，第二激光投影器5对准玻璃圆盘2-2下方的圆心处设置；其原理是：在玻璃圆盘2-2的上方手动贴上数个用于检测定位的贴纸，数个贴纸不均匀布置在玻璃圆盘2-2的表面，在玻璃圆盘2-2的上方放置待扫描的实物，通过数个在相机支架2-3上的相机2-4对其进行扫描得到物品逆向建模的初步模型，由于是通过电动转盘2-1来实现带动玻璃圆盘2-2进行旋转的，因此物品的旋转角度能够保持一致，有效减少因旋转角度的偏差而导致扫描的误差；同时能够通过第一激光投影器4和第二激光投影器5的图像投射到待扫描物品表面，采集物品的曲面数据，建立产品的三维模型，能够减少对模型后处理的时间。

作为本实用新型进一步的方案：玻璃圆盘2-2采用无反光透明玻璃。

作为本实用新型进一步的方案：电动转盘2-1的上方带动连接并固定安装有三根圆形阵列布置的支柱6，支柱6竖直设置，玻璃圆盘2-2固定安装在三根支柱6的中间位置上方，电动转盘2-1通过三根支柱6带动玻璃圆盘2-2同步旋转运动，第二激光投影器5位于三根支柱6的中间位置；通过玻璃圆盘2-2的设置和三根支柱6的设置，由于玻璃圆盘2-2是透明的，因此在玻璃圆盘2-2的上表面能够看到三根支柱6的位置，能够通过直观目测支柱6的位置来确定待扫描物品是否在玻璃圆盘2-2的中间，方便使用。

作为本实用新型进一步的方案：相机支架2-3呈弧形结构，相机2-4设置有安装在相机支架2-3上的五个或五个以上，相机2-4采用单反相机；使得相机2-4的拍摄效果更好，读取到带扫描物品的精度更高。

作为本实用新型进一步的方案：相机支架2-3的上下两端均成型有凸边7，灯箱1内的上下两侧均固定安装有滑槽8；凸边7对应前后滑动配合安装在滑槽8内；相机2-4的位置能够通过相机支架2-3的滑动而实现调节，使得数个相机2-4能够更好的对准玻璃圆盘2-2上方的带扫描物品进行扫描，减少扫描误差。

作为本实用新型进一步的方案：LED发光组件2-5包括数个LED灯条2-51和柔光板2-52，数个LED灯条2-51和柔光板2-52均固定安装在灯箱1的内侧，柔光板2-52设置在数个LED灯条2-51的内侧，数个LED灯条2-51照向柔光板2-52设置，柔光板2-52照向玻璃圆盘2-2的上侧设置；LED发光组件2-5通过柔光板2-52过滤的方式来照亮玻璃圆盘2-2，能够为放置在玻璃圆盘2-2上方的待扫描物品提供充分的照明，而且照明的亮度不会过于炫目，使得相机2-4所扫描出来的模型能够更加准确。

本实用新型的使用步骤是：

1、建模：在不打开LED灯条2-51的情况下，打光第一激光投影器4和第二激光投影器5，将第一激光投影器4和第二激光投影器5的图像对应投射到玻璃圆盘2-2上方的待扫描物品表面，从而采集待扫描物品的曲面数据，建立产品的三维模型。

2、拍照：关掉第一激光投影器4和第二激光投影器5，打开LED灯条2-51，电动转盘2-1驱动玻璃圆盘2-2旋转，待扫描物品放置在玻璃圆盘2-2的上方跟着旋转，由五个或五个以上的相机对待扫描物品的各个角度进行拍照，收集待扫描物品表面的颜色图案信息。

3、合成：计算机将待扫描物品表面的颜色图案与第一激光投影器4、第二激光投影器5所建立的三维模型之间相互合成,从而生产出模型，能够更接近于实体，减少计算机对模型的后处理时间。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪，包括灯箱，灯箱内安装有扫描机构，扫描机构包括电动转盘、玻璃圆盘、相机支架、相机和LED发光组件；电动转盘固定安装在灯箱内左侧的中间位置，玻璃圆盘设置在电动转盘的上方，电动转盘带动玻璃圆盘旋转运动；相机支架竖直设置在灯箱内的右侧，相机设置有多个，多个相机对应安装在相机支架上，多个相机均对准玻璃圆盘的上侧设置，LED发光组件设置有固定安装在灯箱内的多个，LED发光组件对准玻璃圆盘的上侧设置；其特征在于：玻璃圆盘的上方固定安装有三根圆形阵列布置的投影器支架，三根投影器支架的上端一一对应固定安装有第一激光投影器，三个第一激光投影器均对准玻璃圆盘上方的圆心处设置，电动转盘的中间位置上方还固定安装有第二激光投影器，第二激光投影器对准玻璃圆盘下方的圆心处设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪，其特征在于：玻璃圆盘采用无反光透明玻璃。

3.根据权利要求1或2任意一项所述的一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪，其特征在于：电动转盘的上方带动连接并固定安装有三根圆形阵列布置的支柱，支柱竖直设置，玻璃圆盘固定安装在三根支柱的中间位置上方，电动转盘通过三根支柱带动玻璃圆盘同步旋转运动，第二激光投影器位于三根支柱的中间位置。

4.根据权利要求1所述的一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪，其特征在于：相机支架呈弧形结构，相机设置有安装在相机支架上的五个或五个以上，相机采用单反相机。

5.根据权利要求1或4任意一项所述的一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪，其特征在于：相机支架的上下两端均成型有凸边，灯箱内的上下两侧均固定安装有滑槽；凸边对应前后滑动配合安装在滑槽内。

6.根据权利要求1所述的一种用于读取高反光高透明物品的三维扫描仪，其特征在于：LED发光组件包括数个LED灯条和柔光板，数个LED灯条和柔光板均固定安装在灯箱的内侧，柔光板设置在数个LED灯条的内侧，数个LED灯条照向柔光板设置，柔光板照向玻璃圆盘的上侧设置。

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