CN214893132U - 一种基于投影标志点的三维扫描系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于投影标志点的三维扫描系统，包括三维扫描仪和投影仪，在所述三维扫描仪的周围设置有至少一个目标物体；投影仪，用于向所述至少一个目标物体表面投影定位标志点；三维扫描仪，用于对投影有定位标志点的所述至少一个目标物体进行三维扫描，以对所述至少一个目标物体进行定位。本实用新型通过投影仪向待扫描的目标物体表面投影定位标志点，相比传统的在目标物体表面粘贴标志点，不容易脱落且不损坏物体表面。

Description

一种基于投影标志点的三维扫描系统

技术领域

本实用新型涉及三维扫描技术领域，更具体地，涉及一种基于投影标志点的三维扫描系统。

背景技术

目前，大部分智能三维扫描仪为了实时跟踪定位的目的，一般都需要在扫描目标物体表面上粘贴定位标志点，定位标志点一般是圆形定位标志点。

这种在扫描物体表面上粘贴定位标志点的方式，会存在一个问题，有的比较光滑或者是贵重的扫描目标物体表面不合适直接粘贴定位标志点，且粘贴定位标志点容易脱落，那么就无法完成对目标物体的定位。

发明内容

本实用新型针对现有技术中在目标物体表面粘贴标志点容易脱落的问题，提供一种基于投影标志点的三维扫描系统。

本实用新型提供了一种基于投影标志点的三维扫描系统，包括三维扫描仪和投影仪，在所述三维扫描仪的周围设置有至少一个目标物体；

投影仪，用于向所述至少一个目标物体表面发射投影定位标志点；三维扫描仪，用于对投影有定位标志点的所述至少一个目标物体进行三维扫描，以对所述至少一个目标物体进行定位。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以作出如下改进。

可选的，三维扫描仪包括扫描仪骨架，在所述扫描仪骨架的两端分别设置有一个扫描相机，两个所述扫描相机组成双目相机，在所述扫描仪骨架上且位于两个扫描相机之间设置有一激光发射器。

可选的，所述至少一个目标物体位于所述三维扫描仪的一侧和/或四周，且位于所述三维扫描仪和所述投影仪的扫描和投影范围内。

可选的，所述投影仪为可旋转式投影仪。

可选的，当目标物体有多个时，通过旋转所述投影仪，分别向每一个目标物体表面投影定位标志点。

可选的，每一个目标物体表面投影有多个定位标志点。

可选的，所述定位标志点的形状为扇形结构。

本实用新型提供的一种基于投影标志点的三维扫描系统，通过投影仪向待扫描的目标物体表面投影定位标志点，相比传统的在目标物体表面粘贴标志点，不容易脱落且不损坏物体表面。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种基于投影标志点的三维扫描系统结构示意图；

图2为三维扫描仪的结构示意图；

图3为目标物体的结构示意图；

图4为圆形标志点示意图；

图5为扇形结构标志点示意图。

附图中，各标号所代表的部件名称如下：

1、三维扫描仪，11、扫描仪骨架，12、扫描相机，13、激光发射器，2、投影仪，3、目标物体，31、定位标志点。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

图1为本实用新型提供的一种基于投影标志点的三维扫描系统，该三维扫描系统包括三维扫描仪1和投影仪2，在三维扫描仪1的周围设置有至少一个目标物体3。

其中，投影仪2，用于向至少一个目标物体3表面投影定位标志点31；三维扫描仪1，用于对投影有定位标志点31的至少一个目标物体3进行三维扫描，以对至少一个目标物体3进行定位。

可以理解的是，基于背景技术中在目标物体3表面粘贴定位标志点容易脱落的问题，本实用新型实施例提供了一种投影扫描系统，主要包括三维扫描仪1和投影仪2，其中，投影仪2向待定位的目标物体3表面投影定位标志点31，而三维扫描仪1用来对投影有定位标志点31的目标物体3进行扫描，根据扫描的目标物体3的点云数据对目标物体3进行定位。

本实用新型通过投影仪2向待扫描的目标物体3表面散射定位标志点31，相比传统的在目标物体3表面粘贴标志点，不容易脱落且不损坏物体表面。

在一种可能的实施例方式中，参见图2，三维扫描仪1包括扫描仪骨架11，在扫描仪骨架11的两端分别设置一扫描相机12，两个扫描相机12组成双目相机，在扫描仪骨架11上且位于两个扫描相机12之间设置有一激光发射器13，用于对目标物体进行激光扫描。

可以理解的是，三维扫描仪1包括用于手持的扫描仪骨架11，在扫描仪骨架11的两端各设置有一个扫描相机12，两个扫描相机12组成双目相机，双目相机用于在扫描时实时获取目标物体表面的点云数据。在扫描仪骨架11上设置有激光发射器13，激光发射器13设置在两个扫描相机12之间，通过激光发射器13和双目相机配合实现获取目标表面点云。在本实施例中，双目相机实时同步拍摄目标图像，并通过图像处理算法和激光线匹配算法，实时生成目标表面三维点云。

在一种可能的实施例方式中，至少一个目标物体3位于三维扫描仪1的一侧和/或四周，且位于三维扫描仪1的扫描范围内以及投影仪2的投射范围内。

可以理解的是，待定位的目标物体3可以为一个，也可以为多个，其中，待定位的目标物体3位于三维扫描仪1的一侧或四周，同时也位移投影仪2的一侧或四周，所有的目标物体3均处于三维扫描仪1的扫描范围内以及位于投影仪2的投影范围内。

在一种可能的实施例方式中，投影仪2为可旋转式投影仪，当目标物体3有多个时，通过旋转投影仪2的方向，分别向每一个目标物体3表面投影定位标志点31。

可以理解的是，当待定位的目标物体3有多个时，多个目标物体3的位置不同，当投影仪2需要向每一个目标物体3投影时，可通过旋转投影仪2的方向对准待定位的目标物体3，向目标物体3表面投影定位标志点31。

需要说明的是，如图3所示，每一个目标物体3上的定位标志点31有多个，通常不少于3个，多个定位标志点31间隔分布于目标物体3的表面。比如，目标物体3可以为室内墙壁或钢结构手脚架或室内支撑柱，三维扫描仪1通过扫描目标物体3表面，由目标物体3表面的三个或者三个以上的定位标志点31可以计算出三维扫描仪1的位置和姿态。三维扫描仪1中的双目相机可以实时扫描得到目标表面的三维点云相对于双目相机的三维坐标，得到目标表面点云在全局坐标系下的三维坐标。

目前，在待定位的目标物体3上粘贴的定位标志点通常为圆形定位标志点，如图4所示，当遇到扫描目标物体3表面为不平整结构(凸凹结构或不规则表面)时，对粘贴的圆形定位标志点进行扫描时，由于扫描的圆形定位标志点在不平整表面上会发生形变，则不太容易提取到定位标志点的质心。

为了解决这个问题，本实用新型使用投影仪2控制投影到目标物体3上的定位标志点31为扇形定位标志点，如图5所示，定位标志点31呈扇形结构，即使目标物体3表面为不平整结构(凸凹结构或不规则表面)，依然能够准确提取到定位标志点31的质心，即扇形区域的交点为激光标志点31的质心，无论扇形结构的定位标志点是否发生畸变，都能够准确提取到定位标志点的质心，使得后面扫描目标物体3的计算更准确。

本实用新型提供的一种基于投影标志点的三维扫描系统，利用投影仪向目标物体投影激光，向目标物体投影定位标志点，不需要将定位标志点粘贴到扫描目标物体表面上，即使比较光滑或者是贵重的扫描目标物体表面也可以实现快速扫描。

另外，目标物体上投影的定位标志点的形状为扇形，能够准确提取到发光标志点的质心，即使目标物体表面为不平整结构(凸凹结构或不规则表面)，使得后面扫描目标物体的计算更准确。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于投影标志点的三维扫描系统，其特征在于，包括三维扫描仪和投影仪，在所述三维扫描仪的周围设置有至少一个目标物体；

所述投影仪，用于向所述至少一个目标物体表面发射投影定位标志点；

所述三维扫描仪，用于对投影有定位标志点的所述至少一个目标物体进行三维扫描，以对所述至少一个目标物体进行定位。

2.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于，所述三维扫描仪包括扫描仪骨架，在所述扫描仪骨架的两端分别设置有一个扫描相机，两个所述扫描相机组成双目相机，在所述扫描仪骨架上且位于两个扫描相机之间设置有一激光发射器。

3.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于，所述至少一个目标物体位于所述三维扫描仪的一侧和/或四周，且位于所述三维扫描仪和所述投影仪的扫描和投影范围内。

4.根据权利要求3所述的三维扫描系统，其特征在于，所述投影仪为可旋转式投影仪。

5.根据权利要求4所述的三维扫描系统，其特征在于，当目标物体有多个时，通过旋转所述投影仪，分别向每一个目标物体表面投影定位标志点。

6.根据权利要求5所述的三维扫描系统，其特征在于，每一个目标物体表面投影有多个定位标志点。

7.根据权利要求6所述的三维扫描系统，其特征在于，所述定位标志点的形状为扇形结构。

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