專利名稱：立體掃描系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種立體掃描系統(tǒng)，尤其是利用條狀影像傳感器以檢視目標(biāo)物表 面是否異常的立體掃描系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于表面的立體尺寸，亦即X、Y、Z尺寸，平滑度在許多領(lǐng)域占有相當(dāng)大的質(zhì)量決 定因素，例如，需要立體掃描目標(biāo)物的表面以檢視是否發(fā)生表面隆起、凹陷或產(chǎn)生異物，比 如布料是否因摩擦而產(chǎn)生毛球?，F(xiàn)有技術(shù)中，主要是利用鐳射光投射到目標(biāo)物表面，再以相機拍照以取得整張影 像，并利用目標(biāo)物表面不同投射條狀光的水平位置的影像，進(jìn)行立體影像算法的處理，從而 產(chǎn)生立體影像，再依據(jù)所需條件以計算出例如表面的平滑程度，藉以判斷是否發(fā)生表面隆 起、凹陷或產(chǎn)生異物。
現(xiàn)有技術(shù)的缺點是，鐳射光指照射到局部的表面，一般為窄寬度的條狀區(qū)域，因此 整張影像中只有被鐳射光指照射到的區(qū)域才是可供立體影像算法進(jìn)行處理的有效區(qū)域，其 余區(qū)域的影像數(shù)據(jù)皆是被舍棄不用的數(shù)據(jù)，造成影像數(shù)據(jù)的利用率相當(dāng)?shù)?，浪費數(shù)據(jù)傳輸 的資源，同時減緩處理速度，影響整體立體掃描的效率。因此，很需要一種利用較小影像傳感器只感測被光源照射的區(qū)域的影像，藉以進(jìn) 行立體影像算法的處理，進(jìn)而檢視例如是否具有異常表面，而且較小影像傳感器具有低價 及高分辨率的優(yōu)點，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點。

實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的在提供一種立體掃描系統(tǒng)，用以檢視目標(biāo)物的表面立體尺 寸是否異常，亦即X軸、Y軸、Z軸的尺寸。本實用新型所述的立體掃描系統(tǒng)，用以立體掃描并檢視一目標(biāo)物的表面并判斷 該表面是否為異常表面，該立體掃描系統(tǒng)包括一光源，用以產(chǎn)生條狀發(fā)射光，且該條狀發(fā)射光相對于該目標(biāo)物朝水平方向移 動；一光學(xué)鏡組，與該光源連動，并包括至少一反射鏡，用以反射該條狀發(fā)射光而產(chǎn)生 條狀照射光，并照射該目標(biāo)物的表面，形成一條狀光照射區(qū)；一影像傳感器，與該光源的移動相關(guān)聯(lián)，用以接收該目標(biāo)物對該條狀光照射區(qū)的 反射光，并產(chǎn)生影像信號，該影像信號包括多個影像點的信號；以及一影像處理裝置，包括影像擷取器及影像數(shù)據(jù)處理器，該影像擷取器接收該影像 傳感器的影像信號，并傳送至該影像數(shù)據(jù)處理器，再經(jīng)該影像數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行立體影像算 法而產(chǎn)生立體影像數(shù)據(jù)以及掃描狀態(tài)訊息，該掃描狀態(tài)訊息與目標(biāo)物的異常表面有關(guān)，該 異常表面包括表面不平滑及具有突起異物的至少其中之一，該立體影像算法找尋相同二參 考點在不同水平位置時對該影像傳感器的相對視角，所述參考點為所述影像點的其中之二，該相對視角對應(yīng)于該參考點對該影像傳感器的相對距離參數(shù)，而該相鄰位置的相對距 離參數(shù)的差額代表該表面的平滑程度，在該差額大于一預(yù)設(shè)臨界值時，則該表面被視為異 常表面。本實用新型所述的立體掃描系統(tǒng)中， 所述光源為點光源及條狀光源的其中之一， 且該光源包括發(fā)光二極管單色光、發(fā)光二極管白光及鐳射光的其中之一，該點光源在朝水 平方向移動之前先朝垂直方向移動，直到目標(biāo)物的垂直邊界為止，藉以產(chǎn)生該條狀發(fā)射光。本實用新型所述的立體掃描系統(tǒng)中，所述影像傳感器包括條狀影像傳感器及陣列 狀影像傳感器的其中之一。立體影像算法是找尋相同二參考點在不同水平位置時對影像傳感器的相對視角， 該二參考點選取自影像信號中的影像點，相對視角對應(yīng)于參考點對影像傳感器的相對距離 參數(shù)，而相鄰位置的相對距離參數(shù)的差額代表目標(biāo)物表面的平滑程度，在該差額大于一預(yù) 設(shè)臨界值時，則該表面被視為異常表面，比如不平滑或具有突起異物。

圖1為本實用新型的立體掃描系統(tǒng)的示意圖。圖2為本實用新型的立體掃描系統(tǒng)的操作示意圖。圖3為本實用新型的立體掃描系統(tǒng)的另一操作示意圖。
具體實施方式
以下配合說明書附圖對本實用新型的實施方式做更詳細(xì)的說明，以使本領(lǐng)域技術(shù) 人員在研讀本說明書后能據(jù)以實施。參閱圖1，為本實用新型的立體掃描系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，本實用新型的立 體掃描系統(tǒng)包括光源10、光學(xué)鏡組20、影像傳感器30及影像處理裝置40，用以檢視目標(biāo)物 100的表面110是否異常，亦即目標(biāo)物的表面立體尺寸(X軸、Y軸、Z軸之尺寸)是否異常， 比如不平滑或具有突起異物。光源10產(chǎn)生條狀發(fā)射光Li，并相對于目標(biāo)物100朝水平方向Dl移動。光學(xué)鏡組 20與光源10連動而朝水平方向Dl移動，且光學(xué)鏡組20包括至少一反射鏡，用以反射條狀 發(fā)射光Ll而產(chǎn)生條狀照射光L2，并照射目標(biāo)物100的表面110。因此，條狀照射光L2在表 面110上形成條狀光照射區(qū)，該條狀光照射區(qū)的寬度為條狀照射光L2的照射寬度。影像傳 感器30與光源10的移動相關(guān)聯(lián)，使得表面110的條狀光照射區(qū)的反射光R由影像傳感器 30接收而產(chǎn)生影像信號T，影像處理裝置40接收影像信號T，并經(jīng)適當(dāng)?shù)牧Ⅲw影像算法處 理后產(chǎn)生立體影像數(shù)據(jù)Q以及掃描狀態(tài)訊息M，掃描狀態(tài)訊息M表示目標(biāo)物100的表面110 是否異常。本實用新型的立體掃描系統(tǒng)可進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)儲存裝置50及顯示裝置60。數(shù)據(jù) 儲存裝置50接收并儲存立體影像數(shù)據(jù)Q，數(shù)據(jù)儲存裝置50可包括內(nèi)存、硬盤、光盤及記憶卡 的至少其中之一。顯示裝置60接收立體影像數(shù)據(jù)Q，并顯示出對應(yīng)于立體影像數(shù)據(jù)Q的立體影像，同 時顯示裝置60還可接收并顯示掃描狀態(tài)訊息M。顯示裝置60可包括陰極射線管顯示器、液 晶顯示器、發(fā)光二極管顯示器、有機發(fā)光二極管顯示器及電子紙顯示器的其中之一。[0023]影像處理裝置40包括影像擷取器及影像數(shù)據(jù)處理器(圖中未顯示)，影像擷取器 接收影像傳感器的影像信號，并傳送至影像數(shù)據(jù)處理器，再經(jīng)影像數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行立體影 像算法后產(chǎn)生立體影像數(shù)據(jù)以及依據(jù)所需條件設(shè)定而產(chǎn)生掃描狀態(tài)訊息。參閱圖2及圖3，為本實用新型的立體掃描系統(tǒng)的操作示意圖及另一操作示意圖。 立體影像算法主要是從不同水平位置的連續(xù)二影像信號中，找尋相同二參考點，如圖2及 圖3中的第一參考點A及第二參考點B，其中圖2及圖3的影像傳感器Sl及影像傳感器S2 分別表示在第一位置及第二位置的同一影像傳感器，因影像傳感器朝水平方向Dl移動。圖 2的第一參考點A及第二參考 點B表示相對于影像傳感器Sl及影像傳感器S2具有相同的 相對距離，如第一相對距離Zl。圖3的第一參考點A及第二參考點B表示相對于影像傳感 器Sl及影像傳感器S2具有不同的相對距離，分別為第一相對距離Zl及第二相對距離Z2。上述的第一相對距離Zl及第二相對距離Z2可利用的第一相對視角θ 1及第二相 對視角θ 2求得，其中第一相對視角θ 1為第一參考點A及第二參考點B相對于第一位置的 影像傳感器Sl的夾角，而第二相對視角θ 2為第一參考點A及第二參考點B相對于第二位 置的影像傳感器S2的夾角，所以相對視角為對應(yīng)于參考點對影像傳感器的相對距離參數(shù)。第一相對距離Zl及第二相對距離Ζ2的差額代表目標(biāo)物的表面的平滑程度，因此， 在第一相對距離Zl及第二相對距離Ζ2的差額大于預(yù)設(shè)臨界值時，可將該表面視為異常表 面，例如具有較大顆粒大小的異物附著在表面上，比如灰塵或沙粒，或目標(biāo)物的表面因摩擦 或撞擊而使表面產(chǎn)生隆起、凹陷或不平滑，比如布料產(chǎn)生毛球或硬質(zhì)平板發(fā)生割痕。本實用新型的特點在于，利用較小的影像傳感器感測由光源所照射的目標(biāo)物的局 部表面，藉以立體掃描并檢視表面的平滑度以是否具有異物，而不需大尺寸的影像傳感器， 因此能加快立體掃描及檢視的速度，同時降低影像傳感器的成本及減少影像數(shù)據(jù)量的傳 送。以上所述僅為用以解釋本實用新型的較佳實施例，并非企圖據(jù)以對本實用新型做 任何形式上的限制，因此，凡有在相同的創(chuàng)作精神下所作有關(guān)本實用新型的任何修飾或變 更，皆仍應(yīng)包括在本實用新型意圖保護(hù)的范疇。
權(quán)利要求1.一種立體掃描系統(tǒng)，用以立體掃描并檢視一目標(biāo)物的表面并判斷該表面是否為異常 表面，其特征在于，該立體掃描系統(tǒng)包括一光源，用以產(chǎn)生條狀發(fā)射光，且該條狀發(fā)射光相對于該目標(biāo)物朝水平方向移動；一光學(xué)鏡組，與該光源連動，并包括至少一反射鏡，用以反射該條狀發(fā)射光而產(chǎn)生條狀 照射光，并照射該目標(biāo)物的表面，形成一條狀光照射區(qū)；一影像傳感器，與該光源的移動相關(guān)聯(lián)，用以接收該目標(biāo)物對該條狀光照射區(qū)的反射 光，并產(chǎn)生影像信號，該影像信號包括多個影像點的信號；以及一影像處理裝置，包括影像擷取器及影像數(shù)據(jù)處理器，該影像擷取器接收該影像傳感 器的影像信號，并傳送至該影像數(shù)據(jù)處理器，再經(jīng)該影像數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行立體影像算法而 產(chǎn)生立體影像數(shù)據(jù)以及掃描狀態(tài)訊息，該掃描狀態(tài)訊息與目標(biāo)物的異常表面有關(guān)，該異常 表面包括表面不平滑及具有突起異物的至少其中之一，該立體影像算法找尋相同二參考點 在不同水平位置時對該影像傳感器的相對視角，所述參考點為所述影像點的其中之二，該 相對視角對應(yīng)于該參考點對該影像傳感器的相對距離參數(shù)，而該相鄰位置的相對距離參數(shù) 的差額代表該表面的平滑程度，在該差額大于一預(yù)設(shè)臨界值時，則該表面被視為異常表面。
2.如權(quán)利要求1所述的立體掃描系統(tǒng)，其特征在于，該光源為點光源及條狀光源的其 中之一，且該光源包括發(fā)光二極管單色光、發(fā)光二極管白光及鐳射光的其中之一，該點光源 在朝水平方向移動之前先朝垂直方向移動，直到目標(biāo)物的垂直邊界為止，藉以產(chǎn)生該條狀 發(fā)射光。
3.如權(quán)利要求1所述的立體掃描系統(tǒng)，其特征在于，該影像傳感器包括條狀影像傳感 器及陣列狀影像傳感器的其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述的立體掃描系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括一數(shù)據(jù)儲存裝置，用以 接收該影像數(shù)據(jù)處理器的立體影像數(shù)據(jù)并儲存該立體影像數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的立體掃描系統(tǒng)，其特征在于，該數(shù)據(jù)儲存裝置包括內(nèi)存、硬盤、 光盤及記憶卡的至少其中之一。
6.如權(quán)利要求1所述的立體掃描系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括一顯示裝置，用以接收 影像傳感器的立體影像數(shù)據(jù)及掃描狀態(tài)訊息并顯示立體影像及該掃描狀態(tài)訊息，該立體影 像對應(yīng)于立體影像數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的立體掃描系統(tǒng)，其特征在于，該顯示裝置包括陰極射線管顯示 器、液晶顯示器、發(fā)光二極管顯示器、有機發(fā)光二極管顯示器及電子紙顯示器的其中之一。
專利摘要本實用新型公開了一種立體掃描系統(tǒng)，用以立體掃描并檢視目標(biāo)物的表面立體尺寸是否異常，比如不平滑或具有突起異物，該立體掃描系統(tǒng)包括光源、光學(xué)鏡組、影像傳感器及影像處理裝置，其中光源產(chǎn)生條狀發(fā)射光，且條狀發(fā)射光相對于目標(biāo)物朝水平方向移動，而光學(xué)鏡組及影像傳感器與光源的移動相關(guān)聯(lián)，光學(xué)鏡組反射或?qū)б龡l狀發(fā)射光而產(chǎn)生條狀照射光，并照射目標(biāo)物的表面，影像傳感器接收目標(biāo)物條狀光投射區(qū)域的反射光，產(chǎn)生影像信號，影像處理裝置接收影像信號，經(jīng)適當(dāng)?shù)牧Ⅲw影像算法產(chǎn)生立體影像數(shù)據(jù)以及掃描狀態(tài)訊息，比如目標(biāo)物的表面是否異常。
文檔編號G01N21/88GK201885977SQ20102050600
公開日2011年6月29日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者羅瑞祥 申請人:臺灣色彩與影像科技股份有限公司