專利名稱：三維圖像掃描系統(tǒng)及三維圖像掃描方法
三維圖像掃描系統(tǒng)及三維圖像掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維掃描技術(shù)，具體涉及一種三維圖像掃描系統(tǒng)及三維圖像掃 描方法。背景才支術(shù)
非接觸式光學(xué)掃描主要有主動式掃描方式和被動式掃描方式。其中，基于 三角法的主動式掃描方式主要有激光掃描和光柵掃描方法等，其基本原理就是 利用光源發(fā)出的一束激光或多束光柵照射在待測物體平面上，該激光或光柵經(jīng)
反射后在CCD相機(jī)上形成圖像。當(dāng)物體的表面位置發(fā)生變化時(shí)，經(jīng)CCD相機(jī) 所成的圖像在檢測器上的位移也發(fā)生變化。參閱圖l現(xiàn)有技術(shù)基于三角法的三 維掃描原理圖，如圖l所示，光源和CCD相機(jī)的位置均已事先標(biāo)定好；利用 物體、光源和CCD相機(jī)三者直接的三角關(guān)系，從而計(jì)算出物體的距離?；?立體視覺法的被動式掃描通過相機(jī)捕獲被測物體的單幅或多副圖像，再利用光 照(Shading )、輪廓(Sihouettes )和立體(Stereo)等信息建立被測物體的三 維信息。
但是，上述的基于三角法的主動式掃描和基于立體視覺的被動式掃描需要 復(fù)雜的硬件系統(tǒng)和算法；另外，在實(shí)施時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)對光源和CCD相機(jī)的位 置進(jìn)行精確標(biāo)定；再者，需要借助曲面匹配算法對每次獲得的物體曲面片拼接 以完成三維模型的重構(gòu)；這樣，導(dǎo)致實(shí)施成本高。對于被動式掃描中的基于立 體視覺方法來說，因其算法復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理效率較低；另外，其測量精度也較 低。
參閱圖2現(xiàn)有技術(shù)三維掃描裝置原理圖。如圖2所示，該裝置包括豎直放 置的正交平板、位置可以移動的線激光發(fā)射器和相機(jī)。其工作過程為相機(jī)首 先對落在正交平板兩側(cè)的激光光條進(jìn)行檢測，再根據(jù)相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)建立線激 光平面方程；對物體激光圖像進(jìn)行檢測以獲得線激光在物體上的像，再根據(jù)相 機(jī)的中心建立線激光直線方程；最后，獲取線激光平面方程和線激光直線方程 的交點(diǎn)，從而獲取了被測物體表面的三維坐標(biāo)。上下移動手持光源，重復(fù)上述 過程，直到獲得可以實(shí)現(xiàn)三維模型拼接的多個(gè)曲面片；當(dāng)掃面完成后，利用曲 面匹配算法將多個(gè)曲面片拼接到三維坐標(biāo)系下，完成三維模型的建立。但是，上述的這種技術(shù)方案中，必須通過上下移動線激光發(fā)射器才能獲得
不同的曲面片，操作難度較大；另外，由于相機(jī)正對著物體，光源必須與相機(jī) 有足夠大的夾角才能獲取線激光平面方程和線激光直線方程的交點(diǎn)，尤其當(dāng)光 源斜射到物體上的線激光光條變大時(shí)，準(zhǔn)確提取圖像中的激光線難度較大；再 者，針對每一幀圖像都要進(jìn)行激光平面方程的建立，并且對多個(gè)曲面片要進(jìn)行 基于匹配算法的融合，這樣導(dǎo)致效率較低。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中基于三角法需要對光源和CCD相機(jī)的精確位置進(jìn)行 標(biāo)定導(dǎo)致的成本高，借助曲面匹配算法對每次獲得的物體曲面片拼接以完成三 維模型的重構(gòu)導(dǎo)致的效率低等缺陷，本發(fā)明提供了 一種三維圖像掃描系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供了一種三維圖像掃描方法。
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的方案為提供了 一種三維圖像掃描系 統(tǒng)，所述三維圖4象掃描系統(tǒng)包括攝像裝置、轉(zhuǎn)動裝置、相互正交的平板和光 源，其中，所述攝像裝置設(shè)置在對準(zhǔn)所述轉(zhuǎn)動裝置的方向上；所述轉(zhuǎn)動裝置設(shè) 置在所述攝像裝置和所述相互正交的平板之間，所述轉(zhuǎn)動裝置上設(shè)有第一標(biāo)志 點(diǎn)位，用于安放和旋轉(zhuǎn)被測物體；所述相互正交的平板橫向設(shè)置，所述相互正 交的平板均設(shè)有第二標(biāo)志點(diǎn)位；所述光源，i殳置在與所述攝^像裝置成夾角的方向 上。 .
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述光源的中心軸線與所述CCD相機(jī)的 中心軸線成40-50°夾角。
才艮據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述光源為出射角為50°-80°的線激光器。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述第一標(biāo)志點(diǎn)位為第一標(biāo)志貼。 根據(jù)本發(fā)明的 一優(yōu)選技術(shù)方案所述第二標(biāo)志點(diǎn)位為第二標(biāo)志貼。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案攝像裝置為CCD相機(jī)。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述轉(zhuǎn)動裝置為轉(zhuǎn)臺。 本發(fā)明還提供了 一種三維圖像掃描方法，所述三維圖像掃描方法包括步 驟第一步橫向設(shè)置相互正交的平板，所述相互正交的平板上均設(shè)有第二標(biāo) 志點(diǎn)位；第二步根據(jù)相互正交的平板上的第二標(biāo)志點(diǎn)位對攝像裝置進(jìn)行標(biāo)定， 獲取所述攝像裝置的內(nèi)外參數(shù)；第三步根據(jù)所述攝像裝置的內(nèi)外參數(shù)，以及 光源發(fā)射的線激光與所述相互正交的平板的圖像，得到線激光掃描面的平面方程，所述光源與所述攝像裝置按夾角設(shè)置；第四步根據(jù)所述線激光掃描面的 平面方程，以及線激光圖像直線方程確定被測物體表面的三維坐標(biāo)，其中，所 述光源直線方程是在設(shè)有第一標(biāo)志點(diǎn)位的旋轉(zhuǎn)動裝置旋轉(zhuǎn)所述被測物體的過 程中，根據(jù)所述光源發(fā)射的線激光在所述被測物體上變形曲線的圖像和所述攝 像裝置的中心點(diǎn)建立的。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案在所述第一步之前包括根據(jù)所述相互正 交的平板，建立世界坐標(biāo)系。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述第二步之前包括根據(jù)所述轉(zhuǎn)動裝置 上的第二標(biāo)志點(diǎn)位，得到所述轉(zhuǎn)動裝置相對于所述世界坐標(biāo)系的變換矩陣。
本發(fā)明中，通過設(shè)有標(biāo)志點(diǎn)的相互正交的平板建立線激光掃描面的平面方 程，克服了現(xiàn)有技術(shù)中需要對光源和CCD相機(jī)都要標(biāo)定，以及需要已知光源、 CCD相機(jī)及^皮測物體之間構(gòu)成的精確三角關(guān)系才能確定凈皮測物體三維坐標(biāo)的 缺陷，降低了成本；另外，由于相互正交的平板和光源的位置固定，只在掃描 開始時(shí)對線激光掃描面求一次平面方程即可，再一艮據(jù)線激光直線方程從而確定 出被測物體表面的三維坐標(biāo)，有效提高了掃描的效率。再者，由于采用了轉(zhuǎn)臺 安放并旋轉(zhuǎn)被測物體，計(jì)算得到的物體表面的三維坐標(biāo)信息即為被測物體實(shí)際 的位置，這樣，克服了現(xiàn)有技術(shù)中通過上下移動線激光發(fā)射器獲得不同的曲面 片，以及需要借助曲面匹配算法對每次獲得的物體曲面片拼接以完成三維模型 的重構(gòu)而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)處理效率低等缺點(diǎn)，提高了效率和精度。本發(fā)明的技術(shù)方 案中不需要精密的硬件裝置，各硬件之間的裝配關(guān)系也不需很嚴(yán)格，只具有一 定精度的旋轉(zhuǎn)裝置、攝像機(jī)(或攝像頭)、 一個(gè)光源以及兩塊相互正交的平板即 可實(shí)現(xiàn)對被測物體的三維掃描。

圖l.現(xiàn)有技術(shù)基于三角法的三維掃描原理圖2.現(xiàn)有技術(shù)三維掃描裝置原理圖3.本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖4.本發(fā)明三維圖傳_掃描系統(tǒng)各部件的空間布置示意圖之一；
圖5.本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)各部件的空間布置示意圖之二； .
圖6.本發(fā)明相互正交的平板上第二標(biāo)志點(diǎn)的設(shè)置分布圖7.本發(fā)明旋轉(zhuǎn)裝置上第一標(biāo)志點(diǎn)的設(shè)置分布圖；圖8.基于本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)的三維圖像掃描方法流程圖9.基于本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)的三維圖像掃描方法工作狀態(tài)圖之一；
圖IO.基于本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)的三維圖像掃描方法工作狀態(tài)圖之
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
請參閱圖3本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)各部件的空間布置示意圖之一和圖5本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)各部件的空間布置示意圖之二。如圖3、圖4和圖5所示，所述三維圖像掃描系統(tǒng)包括作為攝像裝置1的CCD相機(jī)、作為轉(zhuǎn)動裝置2的轉(zhuǎn)臺、作為相互正交的平板3的正交平板和作為光源4的線激光器，其中，所述CCD相機(jī)設(shè)置在對準(zhǔn)所述轉(zhuǎn)臺的方向上；所述轉(zhuǎn)臺設(shè)置在所述CCD相^L和所述正交平板之間，所述轉(zhuǎn)臺上設(shè)有第一標(biāo)志點(diǎn)用于安放和旋轉(zhuǎn)被測物體；所述正交平板3橫向設(shè)置，所述正交平板設(shè)有第二標(biāo)志點(diǎn)；所述光源4設(shè)置在與所述CCD相機(jī)成夾角的方向上，光源4可以位于正交平板前方的任何位置。
為了提高掃描精度，如圖4所示，使CCD相機(jī)對準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)中心A與光源4最近一點(diǎn)的轉(zhuǎn)臺邊緣B的中點(diǎn)C。
請參閱圖6本發(fā)明相互正交的平板3上第二標(biāo)志點(diǎn)的設(shè)置分布圖。如圖6所示，在平板3上第二標(biāo)志點(diǎn)可以根據(jù)需要設(shè)置成不同大小，其直徑可以為20和15個(gè)單位的圓；在平板3上第一列第二標(biāo)志點(diǎn)設(shè)置在距離平板3左邊沿20個(gè)單位處，與相鄰第二列第二標(biāo)志點(diǎn)的間距可以為50個(gè)單位，第二列第二標(biāo)點(diǎn)與第三列第二標(biāo)志點(diǎn)的間距可以為50個(gè)單位，依次類推；第一行第二標(biāo)志點(diǎn)設(shè)置在距離平板3上沿20個(gè)單位處，與相鄰第二行第二標(biāo)志點(diǎn)的間距可以為30個(gè)單位，第二行第二標(biāo)點(diǎn)與第三行第二標(biāo)志點(diǎn)的間距可以為30個(gè)單位，依次類推。
請參閱圖7本發(fā)明旋轉(zhuǎn)裝置上第一標(biāo)志點(diǎn)的設(shè)置分布圖。如圖7所示，可以采用正方形的圖案錯(cuò)落設(shè)置第 一標(biāo)志點(diǎn)。
在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中所述光源4的中心軸線與所述CCD相機(jī)的中心軸線成40-50°夾角。所述光源4的中心軸線與所述CCD相機(jī)的中心軸線優(yōu)選成45°夾角。所述第一標(biāo)志點(diǎn)為第一標(biāo)志貼；所述第二標(biāo)志點(diǎn)為第二標(biāo)志貼。
請參閱圖8基于本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)的三維圖像掃描方法流程圖。請
參閱圖9基于本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)的三維圖像掃描方法工作狀態(tài)圖之一。 請參閱圖10基于本發(fā)明三維圖像掃描系統(tǒng)的三維圖像掃描方法工作狀態(tài)圖之 二。如圖8、 9和10所示，所述三維圖像掃描方法包括步驟
第一步橫向設(shè)置相互正交的平板3，所述相互正交的平板3上均設(shè)有笫 二才示志點(diǎn)；
第二步根據(jù)相互正交的平板3上的第二標(biāo)志點(diǎn)對ccd相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定， 獲取所述ccd相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)；
通過圖像閾值分割、基于霍夫變換的橢圓擬合等算法獲取第二標(biāo)志點(diǎn)圖像 的中心點(diǎn)坐標(biāo)/j，(",，v,),f-l,2,…^,才艮據(jù)圖6所示的第二標(biāo)志點(diǎn)分布確定出相
互正交的平板3上的圖案中心點(diǎn)坐標(biāo)f e(X,,;;,,Z,)。這里，光源4模型的.投影方
程如式(1)所示<formula>formula see original document page 8</formula>
其中，投影矩陣
<formula>formula see original document page 8</formula>
令柳f,附K為M的三行即ikf ，》i,》i3Y,投影方程(l)變?yōu)?br> <formula>formula see original document page 8</formula>
由公式(2)可得<formula>formula see original document page 8</formula>
將標(biāo)定圖案的圖像坐標(biāo)a和實(shí)際坐標(biāo)f代入公式(3)并寫成矩陣形式如 (4)所示<formula>formula see original document page 9</formula>
通過最小二乘法可以解出投影矩陣M。投影方程寫成pC4 0,其
中^/ = 04 6),〖為內(nèi)參數(shù)，(及f)為外參數(shù)矩陣，相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)可以通過下 列公式(5)計(jì)算出
w0 =/ 2(tfra3)
V0 =P2("2."3)
= / 21 xfl31 sin^ "j / =1 & x & I sin e ( 5 )
"]^(fl2Xfl3)
在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述第一步之前還包括根據(jù)所述相互正交 的平板3，建立世界坐標(biāo)系。
在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺上沒有放置被測物體時(shí)，可以標(biāo)定 算法、所述轉(zhuǎn)臺上的第二標(biāo)志點(diǎn)，及測量技術(shù)可以計(jì)算出轉(zhuǎn)臺相對于世界坐標(biāo) 系的變換矩陣r及旋轉(zhuǎn)軸。
第三步根據(jù)所述CCD相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，以及光源4發(fā)射的線激光與所
述相互正交的平板3的圖像，得到線激光掃描面的平面方程^c +辦+Cz-￡> = 0,
記為/0，>^) = 0 ,所述光源4與所述CCD相機(jī)按夾角設(shè)置，所述光源4的出
射角約為50。至80。；第四步，根據(jù)所述線激光掃描面的平面方程/(1，>^) = 0,
以及線激光圖像直線方程/(:cj,z)確定被測物體表面的三維坐標(biāo)，其中，所述光
源4圖像直線方程是在設(shè)有第一標(biāo)志點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)所述被測物體的過程中，
根據(jù)所述光源4發(fā)射的線激光在所述被測物體上變形曲線的圖像上的點(diǎn)A,即
圖10中激光線在物體上變形曲線的圖像所示，以及所述CCD相機(jī)的中心點(diǎn)O
建立的。
將變形曲線上的所有點(diǎn)^構(gòu)成的直線方程/(;c，y,z)與線激光掃描面的平面 方程/(;c，乂"-0才艮據(jù)公式(6)求交后，即可計(jì)算出激光線上點(diǎn)的三維坐標(biāo)《。為了得到被測物體表面的三維坐標(biāo)，需要將激光線上點(diǎn)的三維坐標(biāo)《根據(jù)i變換到旋轉(zhuǎn)臺的坐標(biāo)系下。當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺發(fā)生角度^的旋轉(zhuǎn)時(shí)，《需要經(jīng)公式(7)才能獲得被測物體表面的三維坐標(biāo)/^。
(7) 其中， <formula>formula see original document page 10</formula>在上述技術(shù)方案中，不斷旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺完成360。旋轉(zhuǎn)后，可以獲得可以確定被測物體表面的三維坐標(biāo)。
在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中所述第 一步中所述相互正交的平板3上均設(shè)有的第二標(biāo)志點(diǎn)為第二標(biāo)志貼。
所述第三步中根據(jù)所述線激光掃描面的平面方程，以及線激光圖像直線方程確定被測物體表面的三維坐標(biāo)，其中，所述光源4圖4象直線方程是在設(shè)有第一標(biāo)志點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)所述被測物體的過程中，根據(jù)所述光源4發(fā)射的線激光與所述被測物體所成圖像上的變形曲線和所述CCD相機(jī)的中心點(diǎn)建立的。
所述第三步中所述光源4與所述CCD相機(jī)按夾角設(shè)置具體為按兩者中心軸線呈40-50°的夾角設(shè)置所述光源4與所述CCD相機(jī)。
所述第三步中所述光源4與所迷CCD相機(jī)按夾角設(shè)置具體為按兩者中心軸線呈45°的夾角設(shè)置所述光源4與所述CCD相機(jī)。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案在三維設(shè)計(jì)、游戲開發(fā)、動畫制作、虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬文物等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，可以將數(shù)字化物體的電影數(shù)據(jù)重建出三維模型。通過設(shè)有標(biāo)志點(diǎn)的相互正交的平板3建立線激光掃描面的平面方程，克服了現(xiàn)有技術(shù)中需要對光源4和CCD相機(jī)都要標(biāo)定，以及需要已知光源4、 CCD相機(jī)及被測物體之間構(gòu)成的精確三角關(guān)系才能確定被測物體三維坐標(biāo)的缺陷，降低了成本；另外，由于相互正交的平板3和光源4的位置固定，只在掃描開始時(shí)對線激光掃描面求一次平面方程即可，再根據(jù)線激光直線方程從而確定出被測物體表面的三維坐標(biāo)，有效提高了掃描的效率。再者，由于采用了轉(zhuǎn)臺安放并旋轉(zhuǎn)被測物體，計(jì)算得到的物體表面的三維坐標(biāo)信息即為被測物體實(shí)際的位置，這樣，克服了現(xiàn)有技術(shù)中通過上下移動線激光發(fā)射器獲得不同的曲面片， 以及需要借助曲面匹配算法對每次獲得的物體曲面片拼接以完成三維模型的 重構(gòu)而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)處理效率低等缺點(diǎn)，提高了效率和精度。本發(fā)明的技術(shù)方案 中不需要精密的硬件裝置，各硬件之間的裝配關(guān)系也不需很嚴(yán)格，只具有一定
精度的攝像機(jī)或攝像頭、 一個(gè)光源4以及兩塊相互正交的平板3即可實(shí)現(xiàn)對被
測物體的三維掃描。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不 能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替 換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種三維圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于所述三維圖像掃描系統(tǒng)包括攝像裝置(1)、轉(zhuǎn)動裝置(2)、相互正交的平板(3)和光源(4)，其中，所述攝像裝置(1)設(shè)置在對準(zhǔn)所述轉(zhuǎn)動裝置(2)的方向上；所述轉(zhuǎn)動裝置(2)設(shè)置在所述攝像裝置(1)和所述相互正交的平板(3)之間，所述轉(zhuǎn)動裝置(2)上設(shè)有第一標(biāo)志點(diǎn)位，用于安放和旋轉(zhuǎn)被測物體；所述相互正交的平板(3)轉(zhuǎn)軸橫向設(shè)置，所述相互正交的平板(3)上設(shè)有第二標(biāo)志點(diǎn)位；所述光源(4)設(shè)置在與所述攝像裝置(1)成夾角的方向上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三維圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于所述光源(4)的中 心軸線與所述4封象裝置(1)的中心軸線成40-50°夾角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三維圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于所述光源(4)為出 射角為50。-80。的線激光器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三維圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于所述第一標(biāo)志點(diǎn) 位為第一標(biāo)志貼。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三維圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于所述第二標(biāo)志點(diǎn) 位為第二標(biāo)志貼。 '
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三維圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像裝置(l) 為CCD相才幾。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述三維圖像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動裝置(2) 為轉(zhuǎn)臺。
8. —種三維圖像掃描方法，其特征在于所述三維圖像掃描方法包括步驟 A:相互正交的平板(3)轉(zhuǎn)軸橫向設(shè)置，所述相互正交的平板(3)上設(shè)有第二標(biāo)志點(diǎn)4立；B:根據(jù)相互正交的平板(3)上的第二標(biāo)志點(diǎn)位對攝像裝置(1)進(jìn)行標(biāo)定，獲 取所述攝像裝置(l)的內(nèi)外參數(shù)； 'C:根據(jù)所述攝像裝置(l)的內(nèi)外參數(shù)，以及光源(4)發(fā)射的線激光與所述相 互正交的平板(3)的圖像，得到線激光掃描面的平面方程，所述光源(4)與所述 攝像裝置(l)按夾角設(shè)置；D:根據(jù)所述線激光掃描面的平面方程，以及線激光圖像直線方程確定被 測物體表面的三維坐標(biāo)，其中，所述光源(4)直線方程是在i殳有第一標(biāo)志點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)動裝置(2)旋轉(zhuǎn)所述被測物體的過程中，根據(jù)所述光源(4)發(fā)射的線激光在所 述被測物體上變形曲線的圖像和所述攝像裝置(l)的中心點(diǎn)建立的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述三維圖像掃描方法，其特征在于，在所述步驟A之 前包括根據(jù)所述相互正交的平板(3),建立世界坐標(biāo)系。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述三維圖像掃描方法，其特4正在于，所述步驟B之 前包括根據(jù)所述轉(zhuǎn)動裝置(2)上的第二標(biāo)志點(diǎn)位，得到所述轉(zhuǎn)動裝置(2)相對 于所述世界坐標(biāo)系的變換矩陣。 -
全文摘要
本發(fā)明涉及三維圖像掃描系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括攝像裝置、轉(zhuǎn)動裝置、相互正交的平板和光源。所述方法包括1.橫向設(shè)置相互正交的平板；2.根據(jù)相互正交的平板上的第二標(biāo)志點(diǎn)對CCD相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，獲取所述CCD相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)；3.根據(jù)所述CCD相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，以及光源發(fā)射的線激光與所述相互正交的平板的圖像，得到線激光掃描面的平面方程；4.根據(jù)所述線激光掃描面的平面方程，通過該平面方程及線線激光圖像直線方程確定被測物體表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)。本發(fā)明通過設(shè)置轉(zhuǎn)臺和橫向設(shè)置相互正交的平板，降低了成本，克服了現(xiàn)有技術(shù)中基于三角關(guān)系和對掃描曲面片進(jìn)行曲面匹配的限制，提高了掃描的效率、精度和靈活性。
文檔編號G01B11/00GK101526337SQ20091010675
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者吳曉軍, 煜 王 申請人:吳曉軍