動態(tài)物體的三維掃描系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及物體的三維掃描領域，更具體地，涉及一種動態(tài)物體的三維掃描系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，物體的三維掃描建模主要方法有光柵掃描拍攝和多角度拍攝。其中，光柵掃描方法主要是采用激光發(fā)射器或投影機產(chǎn)生可變的光柵，光柵按照一定的規(guī)律完成對物體的掃描。光柵變化時，用1到2部成一定夾角的相機記錄光柵投影到被掃描物體上所形成的曲線，掃描完成后再用專用的軟件計算出掃描物體的一個三維面，為了完成整個物體三維掃描，需要旋轉(zhuǎn)被掃描物體，讓每個面都被掃描，再將掃描的多個面拼合成被掃描物體的三維模型；多角度拍攝主要是采用一臺相機對被掃描物體進行多角度拍攝(如附圖1)，然后將拍攝的照片使用專用的三維處理軟件進行三維識別處理，計算出被掃描物體的點和面，生成三維模型。
[0003]在上述的兩種掃描方法中，都采用了分時掃描、拍攝的技術。因為每次拍攝、掃描時不能做到360度全覆蓋，這樣就需要多次掃描、拍攝。掃描、拍攝一個面以后，旋轉(zhuǎn)被掃描物件或移動照相機，再掃描、拍攝另一個面。為了便于拼合和計算每次掃描和拍攝都需要相鄰的畫面有部分的重合。因此要完成一個物體的掃描一般需要掃描、拍攝5次以上，才能用專用軟件計算出一個比較精確的完整三維模型。這兩種掃描方式需要被掃描物體在掃描的過程中必須完全靜止，沒有任何外部的形態(tài)改變或表面的運動。例如:用上述方法對人體進行三維掃描過程時，就需要人的四肢和形態(tài)(站姿、坐姿)保持靜止，不能呼吸，同時也不能有面部表情和身體肌肉的張弛變化。最快的掃描過程大約需要5分鐘左右，一般的人很難做到在掃描過程中保持靜止，更不用說對于動物或運動物體的掃描了。
[0004]同時，對于使用光柵掃描的方法還要求掃描環(huán)境相對比較暗，當被掃描物體在室外明亮環(huán)境時掃描會變得困難，特別是被掃描物體是自發(fā)光物體時，幾乎就沒法掃描。由于光柵掃描所用的設備比較復雜，目前出現(xiàn)了改進的掃描方法，該方法采用一種紅、綠、藍單色光替代激光發(fā)生器或投影機產(chǎn)生的光柵。在相機鏡頭前加上相應的濾色鏡，每部相機只拍攝一種顏色光照的畫面。這種方式與光柵掃描相比只是減少的了設備，光柵掃描“怕光”的缺陷依然存在。雖然該方法采用了多相機拍攝，但是因為只能采用紅、綠、藍三種單色光，所以相機數(shù)最多是三部。三部相機很難一次將一個物體的所有表面都拍攝到，如果要為拼合留有重合的拍攝部分，三部相機就更不可能一次拍攝完成了。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種動態(tài)物體的三維掃描系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有技術中存在的對動態(tài)物體進行三維掃描時拍攝速度慢、三維掃描效果不好的問題。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]本實用新型提供了一種動態(tài)物體的三維掃描系統(tǒng)，包括:N個采集模塊和處理模塊，其中，N個采集模塊，分別與處理模塊相連，用于同時拍攝被掃描物體的表面，將拍攝的畫面?zhèn)鬏斀o處理模塊；其中，對采集模塊的數(shù)量和布置的位置需滿足:所有采集模塊在同一時刻拍攝的畫面加起來能夠覆蓋被掃描物體的所有表面且相鄰的采集模塊拍攝的畫面至少有50 %的重合部分；處理模塊，與N個采集模塊相連，用于接收N個采集模塊所拍攝的畫面，對所有畫面進行三維識別處理，生成三維模型。
[0008]優(yōu)選地，每個采集模塊為攝像模塊。
[0009]優(yōu)選地，每個采集模塊為照相模塊。
[0010]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括:幀同步信號發(fā)生模塊和時間碼發(fā)生模塊，其中，幀同步信號發(fā)生模塊，分別與N個攝像模塊以及時間碼發(fā)生模塊相連，用于產(chǎn)生幀同步信號，來控制N個攝像模塊同時拍攝被掃描物體的表面；時間碼發(fā)生模塊，分別與每臺攝像模塊以及幀同步信號發(fā)生模塊相連，用于接收幀同步信號，基于幀同步信號，產(chǎn)生時間碼，并將時間碼輸出到每個攝像模塊。
[0011]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括:快門同步控制發(fā)射模塊和N個快門同步控制接收模塊，其中，快門同步控制發(fā)射模塊，分別與N個快門同步控制接收模塊相連，用于產(chǎn)生快門同步控制信號來控制快門同步控制接收模塊；每個快門同步控制接收模塊，分別與快門同步控制發(fā)射模塊和每個照相模塊相連，用于接收快門同步控制信號，并觸發(fā)照相模塊的快門，使N個照相模塊同時拍攝被掃描物體的表面。
[0012]本實用新型的技術效果:
[0013]1.本實用新型采用多角度多機位同時拍攝的方式，不僅可以對靜止的物體進行三維掃描也可以對運動物體進行三維掃描，拍攝過程瞬間完成，然后將拍攝的照片進行三維識別處理，生成三維模型，以三維的方式呈現(xiàn)，可以任意角度觀察、分析該物體的三維模型，對攝像模塊的位置沒有特別的要求，不需要做事先校正就可以搭建三維掃描的拍攝環(huán)境，使得三維掃描變得簡單，擴大了可掃描物體的種類，且不受環(huán)境限制，解決了現(xiàn)有技術中存在的對動態(tài)物體進行三維掃描時拍攝速度慢、三維掃描效果不好的問題；
[0014]2.本實用新型不僅可以實現(xiàn)單幀三維掃描，也可以實現(xiàn)連續(xù)三維掃描，對于一些不可重現(xiàn)的重要場景可以進行連續(xù)三維掃描，生成一組連續(xù)的三維模型；
[0015]3.本實用新型采用全彩照片進行處理，生成的模型也是帶有真實紋理的彩色模型，掃描的模型也可以輸出進行3D打印等，使之應用更加廣泛。
【附圖說明】
[0016]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1示出了現(xiàn)有技術中多角度單相機分時拍攝的結構示意圖；
[0018]圖2示出了根據(jù)本實用新型實施例一的動態(tài)物體的三維掃描系統(tǒng)的結構示意圖；
[0019]圖3示出了根據(jù)本實用新型實施例二的動態(tài)物體的三維掃描系統(tǒng)中采集模塊為攝像模塊的結構示意圖；
[0020]圖4示出了根據(jù)本實用新型實施例三的動態(tài)物體的三維掃描系統(tǒng)中采集模塊為攝像模塊的結構示意圖；
[0021]圖5示出了根據(jù)本實用新型實施例四的動態(tài)物體的三維掃描系統(tǒng)中采集模塊為照相模塊的結構示意圖；
[0022]圖6示出了根據(jù)本實用新型實施例五的動態(tài)物體的三維掃描方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本實用新型。
[0024]實施例一
[0025]圖2示出了根據(jù)本實用新型實施例一的動態(tài)物體的三維掃描系統(tǒng)的結構示意圖；如圖2所示，該系統(tǒng)包括:N個采集模塊10和處理模塊20，其中，
[0026]N個米集模塊10，分別與處理模塊20相連，用于同時拍攝被掃描物體的表面，將拍攝的畫面?zhèn)鬏斀o處理模塊；其中，對采集模塊的數(shù)量和布置的位置需滿足:所有采集模塊在同一時刻拍攝的畫面加起來能夠覆蓋被掃描物體的所有表面且相鄰的采集模塊拍攝的畫面至少有50%的重合部分；
[0027]處理模塊20，與N個采集模塊10相連，用于接收N個采集模塊10所拍攝的畫面，對所有畫面進行三維識別處理，生成三維模型。
[0028]本實用新型的實施例中采用多角度多機位同時拍攝的方式，不僅可以對靜止的物體進行三維掃描也可以對運動物體進行三維掃描，拍攝過程瞬間完成，然后將拍攝的照片進行三維識別處理，生成三維模型，以三維的方式呈現(xiàn)，可以任意角度觀察、分析該物體的三維模型，對攝像