CN2244746Y - 三维图象扫描装置 - Google Patents
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Abstract
三维图象扫描装置，由激光光源、微机、转台、数控电机、CCD摄象机、动态图象采集卡和数据处理软件组成，微机通过接口板同步控制数控电机、激光光源和CCD摄象机，扫描信息存于微机外存贮器，经数据处理得到被扫描物体彩色立体模型。本装置避免采用昂贵设备，不损伤被测物体，相距1-5m扫描精度可达0.2-0.3cm，所构成物体彩色立体模型可以作任意拉伸、压缩、旋转变化，适用于电影、电视、广告、文物保护等行业。
Description
本实用新型为一种利用激光测量被测物体表面空间尺寸和颜色的装置，用于图象信息处理。
获取被测物体立体信息是图象分析和计算机视觉的主要任务之一，在工业、军事工程、医学、影视业、广告业等领域可得到广泛应用。70年代，已提出用结构光测距的理论，结构光测距是一种既利用图象又利用可控光源的测距技术，所用结构光有网络结构光和线激光，激光照射在场景的物体表面上产生的光条纹形态以及这些光条纹的间断性，构成物体各可见表面与相机光中心之间的相对距离测度。对于无明显灰度、纹理、形状变化的物体表面区域，用结构光也可形成明显的条纹，便于作图象分析。1990年在美国成象科学与技术学会第43届年会上，加拿大国家研究委员会的Marc Rioux发表使用激光测距象机进行三维图象重建的论文，提出用激光扫描器对物体采样，得到其表面坐标值(x，y，z，I)，其中X，Y，Z是物体被采样表面的空间坐标，而I是被其散射的光的振幅，经处理后相当于物体的全息记录，借助于偏光眼镜，可以看到三维景象。该论文只提供了简短摘要，没有对细节进一步描述，而且文中所提到的激光测距象机技术复杂，成本亦较高，国外同类装置尚未进入我国，目前国内还没有一个用非直接接触自动化手段直接获取物体三维彩色模型的装置。
本实用新型的目的，是采用结构光测距技术原理，提供一个技术相对简单，具有足够精度，便于实用的三维图象扫描装置。
本实用新型为一种由激光光源和微机组成的三维图象扫描装置，该装置还包括转台、数控电机、CCD摄象机、动态图象采集卡和数据处理软件，被扫描物体置于转台上，微机发出控制指令，控制数控电机驱动转台间歇转动；微机与此同时同步控制激光光源开启与闭合，将红色线激光间断照射在被扫描物体上；微机同步控制CCD摄象机电子快门，通过动态图象采集卡连续采集转台每步转动停止时被扫描物体的图象数据，经过实时压缩后存于微机的外部存贮器内；微机内数据处理软件从外部存贮器中逐帧取出每幅图象，经处理得到被扫描物体的彩色立体模型。
所述三维图象扫描装置，其数控电机可通过齿轮、蜗杆、蜗轮驱动转台转动。
所述三维图象扫描装置，其转台转动速率可为3°-6°/秒，其CCD象机采集速率可为25帧/秒或30帧/秒。
本实用新型的装置避免采用昂贵的激光测距设备，采用非接触方式不易损伤被测物体，可以将被测物体，特别是人的头部三维信息一次性扫描进计算机中，从相距1-5m的物体扫描精度可达0.2-0.3cm，构成被扫描物体彩色立体模型，由此模型可以作任意拉伸、压缩、旋转变化，适于电影、电视、广告、文物保护等行业使用。
图1为本实用新型的三维图象扫描装置示意图。
现结合图1说明本实用新型的实施状态。被扫描物体1置于转台2上，微机6通过接口板7控制数控电机8，并通过齿轮9，蜗杆10和转台下的蜗轮，驱动转台在小于5ms的时间内完成给定步距的转动，然后约停止75ms，微机在控制数控电机启动的同时，通过接口板7同步控制激光光源3光电开关在小于5ms的时间内完成由关闭到开启的转移，并保持其开启状态约35ms，向被扫描物体发射红色线激光；在距第一场同步脉冲上升沿约10ms的位置，微机控制接口控制板控制CCD象机4的电子快门，完成一帧图象采集；接口板再控制激光光源3光电开关在小于5ms时间内完成由开启到关闭的转换，并保持关闭状态约35ms，在距下一帧第一场同步脉冲上升沿约10ms位置，微机控制CCD象机电子快门完成无激光照射的第二帧图象采集，图象通过动态图象采集卡5，经实时压缩后存于微机的硬盘中，然后，微机再通过数控电机驱动转台完成下一给定步距转动，重复上述过程。转台旋转360°，图象扫描采集过程结束。微机内数据处理软件从硬盘中逐帧取出每幅图象，对其提取红色激光线，根据三角测量原理得到被扫描物体表面相应位置的X、Y、Z坐标值，并从图象中提取R、G、B彩色信息，从而得到被扫描物体的彩色立体模型11。为构成本装置，可采用下列元件：微机486D×4、100M、1G硬盘、16RAM、SCSI接口；配图形加速卡S3(2M)；RT300图象采集卡，25帧/秒，R、G、B、8∶8∶8；He-Ne激光开关光源，开关时间5ms，W＝3mw，波长λ＝6328°A；CCD彩色摄象头CCV-931，镜头：GDB10×10；步进电机单位步距为12分/脉冲，均匀累积回归误差为±30秒，转速为360°/分。
Claims (3)
1.一种由激光光源和微机组成的三维图象扫描装置，其特
征在于该装置还包括转台、数控电机、CCD摄象机、动态
图象采集卡和数据处理软件，
(1)被扫描物体置于转台上，微机发出控制指令，控制数
控电机驱动转台间歇转动；
(2)微机与(1)同步控制激光光源开启与闭合，将红色线
激光间断照射在被扫描物体上。
(3)微机同步控制CCD摄象机电子快门，通过动态图象
采集卡连续采集转台每步转动停止时被扫描物体的图象
数据，经过实时压缩后存于微机的外部存贮器内；
(4)微机内数据处理软件从外部存贮器中逐帧取出每幅
图象，经处理得到被扫描物体的彩色立体模型。
2.如权利要求1所述的三维图象扫描装置，其特征在于所述
数控电机通过齿轮、蜗杆、蜗轮驱动转台转动。
3.如权利要求1或2所述的三维图象扫描装置，其特征在于
所述转台转动速率为3°-6°/秒，所述CCD象机采集速率
为25帧/秒或30帧/秒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN95227897U CN2244746Y (zh) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 三维图象扫描装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN95227897U CN2244746Y (zh) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 三维图象扫描装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2244746Y true CN2244746Y (zh) | 1997-01-08 |
Family
ID=33873625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN95227897U Expired - Lifetime CN2244746Y (zh) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 三维图象扫描装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2244746Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101916036A (zh) * | 2010-07-20 | 2010-12-15 | 厦门三维视通电子科技有限公司 | 带灯光及水平旋转台的电脑可控实物三维自动成像装置 |
| CN102798868A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-11-28 | 符建 | 基于飞行光谱的三维成像雷达系统 |
-
1995
- 1995-12-18 CN CN95227897U patent/CN2244746Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101916036A (zh) * | 2010-07-20 | 2010-12-15 | 厦门三维视通电子科技有限公司 | 带灯光及水平旋转台的电脑可控实物三维自动成像装置 |
| CN101916036B (zh) * | 2010-07-20 | 2012-05-16 | 厦门三维视通电子科技有限公司 | 带灯光及水平旋转台的电脑可控实物三维自动成像装置 |
| CN102798868A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-11-28 | 符建 | 基于飞行光谱的三维成像雷达系统 |
| CN102798868B (zh) * | 2012-07-27 | 2014-05-07 | 符建 | 基于飞行光谱的三维成像雷达系统 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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|
| CP03 | Change of name, title or address |
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|
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| CX01 | Expiry of patent term |