不貼靶點(diǎn)的手持式激光3d掃描儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及3D掃描裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及不貼靶點(diǎn)的手持式激光3D掃描儀。
【背景技術(shù)】
[0002]3D掃描技術(shù)是一種非接觸式的建模工作。最突出的好處就是獲得外形而又不會(huì)因?yàn)榻佑|而破壞物體原有的面貌，這對(duì)于很多珍貴的文物、比較脆弱的物體，都有非常重要的意義。并且有很多物體原件體積非常龐大，只有借助3D掃描儀才能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的數(shù)字化建模。
[0003]3D掃描儀的原理非常簡單:在被掃描物體表面取一些點(diǎn)，計(jì)算這些點(diǎn)與掃描儀之間的距離，當(dāng)測量的點(diǎn)足夠多，就能得到被掃描物體的輪廓，把這些點(diǎn)相鄰的之間建立聯(lián)系，就是三維立體的模型。
[0004]現(xiàn)在的激光3D掃描儀，要通過定制的標(biāo)記點(diǎn)來進(jìn)行坐標(biāo)系的識(shí)別，通過標(biāo)記點(diǎn)拼接的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)識(shí)別。這在一定程度上降低的三維掃描儀的使用效率，而且對(duì)于不同物體不同方式的標(biāo)記點(diǎn)容易造成的掃描誤差，而且標(biāo)記點(diǎn)位置的不同容易導(dǎo)致拼接的失敗，以及噪點(diǎn)與雜店的出現(xiàn)。同時(shí)根據(jù)貼標(biāo)記點(diǎn)掃描的技術(shù)原理，需要通過雙攝像頭來實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于產(chǎn)品的生產(chǎn)與應(yīng)用都有比較大的局限性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種只需一個(gè)攝像頭、不需要貼靶點(diǎn)、掃描準(zhǔn)確的手持式3D掃描儀。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]不貼靶點(diǎn)的手持式激光3D掃描儀，包括手持式支架、攝像機(jī)、激光發(fā)射器及處理設(shè)備，攝像機(jī)及激光發(fā)射器固定于手持式支架上，所述攝像機(jī)設(shè)為一臺(tái)，所述激光發(fā)射器包括十字激光發(fā)射器和一字激光發(fā)射器，分別發(fā)射十字激光線和一字激光線，一字激光線分別與十字激光線的橫線和豎線相交。兩個(gè)交點(diǎn)加上十字激光中心的點(diǎn)，連線構(gòu)成一個(gè)直角三角形，通過此三點(diǎn)確定一個(gè)坐標(biāo)系，與攝像機(jī)本身所包含的坐標(biāo)系一起整合就有兩個(gè)坐標(biāo)系，可以觀察并確定十字線和一字線的坐標(biāo)，即點(diǎn)云數(shù)據(jù)，由此獲取所采集圖片數(shù)據(jù)的位置信息。而且隨著手持式支架即攝像機(jī)、激光發(fā)射器的不斷移動(dòng)拍攝，所獲取的三角坐標(biāo)系也因此改變，但三角形坐標(biāo)系與相機(jī)本身的坐標(biāo)系綁定，雙方可以互為參照，由相鄰兩張圖片的三角形坐標(biāo)系分離出相機(jī)在空間里的運(yùn)動(dòng)信息，由此確定每一幅面數(shù)據(jù)獲取時(shí)的運(yùn)動(dòng)信息變化以及空間位置的變化，而通過三維算法的擬合，將相同位置的空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，從而將相機(jī)獲取的圖片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維模型。
[0008]優(yōu)選的，所述十字激光發(fā)射器發(fā)射的十字激光為紅色，所述一字激光發(fā)射器發(fā)射的一字激光為綠色。便于相機(jī)對(duì)三角形坐標(biāo)系標(biāo)記點(diǎn)識(shí)別，使三維模型更準(zhǔn)確。
[0009]優(yōu)選的，所述處理設(shè)備上設(shè)有接口，用于連接計(jì)算機(jī)等顯示設(shè)備，可實(shí)時(shí)觀察3D掃描情況。
[0010]優(yōu)選的，所述處理設(shè)備上設(shè)有開關(guān)。開關(guān)為多級(jí)式開關(guān)，使激光發(fā)射器及攝像機(jī)以一定的先后順序打開。
[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果在于:只需一個(gè)攝像頭，不需要貼靶點(diǎn)，結(jié)構(gòu)新穎，操作簡便，掃描準(zhǔn)確，設(shè)備成本低。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型的十字激光和一字激光的成像圖。
[0014]圖中:1、攝像機(jī);2、十字激光發(fā)射器;201、十字激光線；3、一字激光發(fā)射器;301、一字激光線;4、處理設(shè)備;5、開關(guān);6、手持式支架。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過【具體實(shí)施方式】和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0016]如圖1所示，不貼靶點(diǎn)的手持式激光3D掃描儀，包括手持式支架6、一個(gè)攝像機(jī)1、兩個(gè)激光發(fā)射器及處理設(shè)備4，攝像機(jī)1及激光發(fā)射器固定于手持式支架6上，激光發(fā)射器包括發(fā)射紅色十字激光線201的十字激光發(fā)射器2和發(fā)射綠色一字激光線301的一字激光發(fā)射器3，一字激光線301分別與十字激光線201的橫線和豎線相交，如圖2所示;處理設(shè)備4上設(shè)有接口和開關(guān)5，接口用于連接計(jì)算機(jī)等顯示設(shè)備。
[0017]實(shí)施方式為:連接相關(guān)軟硬件裝置，打開開關(guān)5，檢測攝像機(jī)1及激光發(fā)射器工作是否正常，調(diào)整紅色十字激光線201和綠色一字激光線301的交叉角度，一般為30°，作為結(jié)構(gòu)光源與攝像機(jī)1綁定，確認(rèn)好后開始攝像，利用攝像機(jī)1鏡頭來采集數(shù)據(jù)，在采集瞬間，紅色十字線激光線201與綠色一字線激光線301同時(shí)曝光，延時(shí)誤差小于0.1s，紅綠色激光線交叉成的直角三角形，三個(gè)點(diǎn)確定一個(gè)坐標(biāo)系，與攝像機(jī)1鏡頭本身所包含的坐標(biāo)系一起整合有兩個(gè)坐標(biāo)系，確定紅色十字線激光線201與綠色一字線激光線301的坐標(biāo)，由此可以獲取所采集圖片數(shù)據(jù)的位置信息。隨著手持式3D掃描儀的不斷移動(dòng)拍攝，所獲取的三角坐標(biāo)系也因此改變，處理設(shè)備4將相關(guān)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。而三角形坐標(biāo)系與攝像機(jī)1本身的坐標(biāo)系是綁定的，雙方互為參照，由相鄰兩張圖片的三角形坐標(biāo)系分離出攝像機(jī)1在空間里的運(yùn)動(dòng)信息，由此確定每一幅面數(shù)據(jù)獲取時(shí)的運(yùn)動(dòng)信息變化以及空間位置的變化，而通過三維算法的擬合，將相同位置的空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，從而將攝像機(jī)1獲取的圖片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三維模型。
[0018]以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征并不局限于此，本實(shí)用新型可以用于類似的產(chǎn)品上，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實(shí)用新型的專利范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.不貼靶點(diǎn)的手持式激光3D掃描儀，包括手持式支架(6)、攝像機(jī)(1)、激光發(fā)射器及處理設(shè)備(4)，攝像機(jī)(1)及激光發(fā)射器固定于手持式支架(6)上，其特征在于:所述攝像機(jī)(1)設(shè)為一臺(tái)，所述激光發(fā)射器包括十字激光發(fā)射器(2)和一字激光發(fā)射器(3)，分別發(fā)射十字激光線(201)和一字激光線(301)，一字激光(301)線分別與十字激光線(201)的橫線和豎線相交。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不貼靶點(diǎn)的手持式激光3D掃描儀，其特征在于:所述十字激光發(fā)射器(2)發(fā)射的十字激光(201)為紅色，所述一字激光發(fā)射器(3)發(fā)射的一字激光(301)為綠色。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不貼靶點(diǎn)的手持式激光3D掃描儀，其特征在于:所述處理設(shè)備(4)上設(shè)有接口，用于連接計(jì)算機(jī)顯示設(shè)備。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的不貼靶點(diǎn)的手持式激光3D掃描儀，其特征在于:所述處理設(shè)備(4)上設(shè)有開關(guān)(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的不貼靶點(diǎn)的手持式激光3D掃描儀，其特征在于:所述開關(guān)(5)為多級(jí)式開關(guān)。
【專利摘要】不貼靶點(diǎn)的手持式激光3D掃描儀，包括手持式支架、攝像機(jī)、激光發(fā)射器及處理設(shè)備，攝像機(jī)及激光發(fā)射器固定于手持式支架上，所述攝像機(jī)設(shè)為一臺(tái)，所述激光發(fā)射器包括十字激光發(fā)射器和一字激光發(fā)射器，分別發(fā)射十字激光線和一字激光線，一字激光線分別與十字激光線的橫線和豎線相交。本實(shí)用新型只需一個(gè)攝像頭，不需要貼靶點(diǎn)，結(jié)構(gòu)新穎，操作簡便，掃描準(zhǔn)確，設(shè)備成本低，運(yùn)用十字激光與一字激光的曝光來構(gòu)建三維空間的坐標(biāo)系，再將獲取的數(shù)據(jù)傳入到處理設(shè)備中進(jìn)行分析，重復(fù)拍攝多幅圖像，再通過三維算法去計(jì)算空間位置，之后可進(jìn)行實(shí)時(shí)的拼接，獲取完整的三維數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G01B11/24
【公開號(hào)】CN205102796
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520884997
【發(fā)明人】徐祥星, 李冠楠, 茹方軍
【申請(qǐng)人】杭州訊點(diǎn)商務(wù)服務(wù)有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月9日