1.一種三維掃描與重建裝置,包括至少一條環(huán)形軌道、支架、控制模塊、第一驅(qū)動(dòng)模塊、第一電機(jī)、計(jì)算單元,其特征在于,還包括至少一個(gè)掃描單元,所述掃描單元包括殼體、第二驅(qū)動(dòng)模塊、電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置以及三維掃描攝像頭;
所述支架固定在環(huán)形軌道上,環(huán)形軌道的任意至少一條軌道上設(shè)有齒條,齒條與設(shè)于支架底部的齒輪相嚙合;
所述第一電機(jī)的輸出軸與所述齒輪的轉(zhuǎn)軸固定連接,用于驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)支架沿軌道運(yùn)動(dòng);
所述掃描單元固定于支架上,用于目標(biāo)對(duì)象的三維信息掃描;
所述殼體內(nèi)側(cè)豎直方向設(shè)有電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向裝置,所述電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、絲桿和升降板,第二電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸與絲桿的一端固定連接,絲桿上設(shè)有螺旋連接的升降板,所述導(dǎo)向裝置由兩根平行設(shè)置于絲桿兩側(cè)的導(dǎo)向桿組成,每根導(dǎo)向桿上設(shè)有滑塊,升降板與滑塊固定連接;
所述三維掃描攝像頭固定于升降板上,絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)三維掃描攝像頭沿導(dǎo)向桿上下移動(dòng);三維掃描攝像頭通過數(shù)據(jù)線或無線傳輸模塊與計(jì)算單元相連接,將掃描數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至計(jì)算單元進(jìn)行三維重建;
所述控制模塊與第一驅(qū)動(dòng)模塊、第二驅(qū)動(dòng)模塊相連接,分別用于控制支架的運(yùn)動(dòng)和三維掃描攝像頭的上下移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描與重建裝置,其特征在于:所述掃描單元還包括由第二驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)的固定于升降板上的第三電機(jī)和三維掃描攝像頭固定桿組成的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);
所述升降板由底座和支撐板組成,整體呈“T”型結(jié)構(gòu),底座一端安裝于所述絲桿和導(dǎo)向桿的滑塊上,另一端平行設(shè)有兩側(cè)面支撐板,支撐板中部設(shè)有中心孔;
所述第三電機(jī)固定于支撐板外側(cè),其輸出軸穿過所述中心孔與三維掃描攝像頭固定桿連接,所述控制模塊通過第二驅(qū)動(dòng)模塊控制第三電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)三維掃描攝像頭在豎直平面內(nèi)上下擺動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描與重建裝置,其特征在于:所述殼體設(shè)有通孔,用于引出三維掃描攝像頭的數(shù)據(jù)線和第二驅(qū)動(dòng)模塊的連接線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描與重建裝置,其特征在于:所述支架沿豎直方向設(shè)有1個(gè)或多個(gè)條形孔,或者多個(gè)通孔,用于引出掃描單元?dú)んw背部的連接線分別與計(jì)算單元和控制模塊相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的三維掃描與重建裝置,其特征在于:所述支架兩側(cè)邊緣處設(shè)有安裝孔,用于固定掃描單元;所述支架沿豎直方向設(shè)有刻度,用于讀取三維掃描攝像頭的位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描與重建裝置,其特征在于:三維掃描攝像頭的數(shù)據(jù)線和控制模塊引出的連接線內(nèi)置于拖鏈中與計(jì)算單元相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描與重建裝置,其特征在于:所述掃描單元內(nèi)的電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)為同步帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描與重建裝置,其特征在于:所述控制模塊通過設(shè)于環(huán)形軌道外圈的電刷與計(jì)算單元相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維掃描與重建裝置,其特征在于:所述支架上端設(shè)有與下端環(huán)形軌道同軸且半徑相同的上環(huán)形軌道,支架上端與上環(huán)形軌道相適配,或在支架上端和上環(huán)形軌道上分別設(shè)置相互嚙合的齒輪和齒條。
10.一種權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的三維掃描與重建裝置的應(yīng)用方法,其特征在于包括以下步驟:
(1)將目標(biāo)對(duì)象置于軌道中心處;
(2)依據(jù)目標(biāo)對(duì)象的大小和形狀確定所需掃描單元的數(shù)量及安裝位置;
(3)開啟攝像模式,通過計(jì)算單元調(diào)整每個(gè)掃描單元內(nèi)三維掃描攝像頭的高低位置及拍攝角度,并記錄;
(4)啟動(dòng)第一電機(jī),按照設(shè)定的速度帶動(dòng)支架沿環(huán)形軌道勻速運(yùn)動(dòng);
(5)掃描數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至計(jì)算單元,通過三維重建系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三維立體模型的實(shí)時(shí)重建、實(shí)時(shí)顯示;
(6)三維掃描攝像頭沿環(huán)形軌道繞目標(biāo)對(duì)象旋轉(zhuǎn)一周,完成三維掃描過程;
(7)計(jì)算單元輸出目標(biāo)對(duì)象完整的三維立體模型。