一种三维扫描仪的控制系统技术方案

技术编号:14593466 阅读:154 留言:0更新日期:2017-02-08 22:44
本发明专利技术涉及一种三维扫描仪的控制系统,包括主控计算机,主控计算机连有处理器,处理器连有USB接口、SD卡接口,处理器连有扫描控制模块和驱动器控制模块,扫描控制模块连有图像数据采集模块,图像数据采集模块连有三维点云数据获取模块,三维点云数据获取模块连有三维点云配准与融合表面模型重建模块,三维点云配准与融合表面重建模块连有数据转换模块,驱动控制模块连有驱动器A、驱动器B和驱动器C,驱动器A连有C型臂电动机,C型臂电动机连有编码器A,驱动器B连有转台升降电动机,转台升降电动机连有编码器B,驱动器C连有转台旋转电动机,转台旋转电动机连有编码器C,本发明专利技术具有操作简单、成本低廉、且无需高性能主控计算机的优点。

Control system of three-dimensional scanner

The invention relates to a control system of a 3D scanner, which comprises a main control computer, the host computer is connected with the processor, the processor is connected with a USB interface, SD card interface, a processor connected with the scanning control module and drive control module, scanning control module connected with the image acquisition module, image data acquisition module is connected with the 3D point cloud data acquisition module, 3D point cloud data acquisition module is connected with the 3D point cloud registration and fusion model of surface reconstruction module, 3D point cloud registration and fusion surface reconstruction module connected with the data conversion module, drive control module is connected with the driver A, drives B and C driver A connected with C arm motor, C type arm motor. The encoder is A, B is connected with the lifting motor drive turntable, turntable lift motor connected with the encoder B, C connected with the rotary motor drive turntable, turntable The rotary motor is connected with an encoder C. The invention has the advantages of simple operation, low cost and no need of a high performance main control computer.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于扫描仪设备
,具体涉及一种三维扫描仪的控制系统
技术介绍
三维扫描技术是近几年发展起来的一项新兴技术,可以全天候、快速、直接、高精度地采集大范围区域的三维信息,并建立三维数字化的测量物体模型,在逆向工程、文物保护、船舶测量、机械制造加工等领域有着广泛应用前景,该技术是一项涉及光学、电学、机械、控制、图像处理以及点云数据处理程序的综合性技术,是对多种测量技术的综合体现,对此,开发一种操作简单、成本低廉、且无需高性能主控计算机的三维扫描仪的控制系统具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足,而提供一种操作简单、成本低廉、且无需高性能主控计算机的三维扫描仪的控制系统。本专利技术的目的是这样实现的:一种三维扫描仪的控制系统,它包括主控计算机,所述的主控计算机通过数据线连接有处理器,所述的处理器的输入端通过信号线分别连接有USB接口、SD卡接口,处理器的输出端通过信号线分别连接有扫描控制模块和驱动器控制模块,所述的扫描控制模块的输出端连接有图像数据采集模块,所述的图像数据采集模块的输出端连接有三维点云数据获取模块,所述的三维点云数据获取模块的输出端连接有三维点云配准与融合表面模型重建模块,所述的三维点云配准与融合表面重建模块的输出端连接有数据转换模块,所述的数据转换模块的输出端与处理器连接,所述的驱动控制模块的输出端分别连接有驱动器A、驱动器B和驱动器C,所述的驱动器A的输出端连接有C型臂电动机,所述的C型臂电动机连接有编码器A,所述的编码器A的输出端与处理器连接,所述的驱动器B的输出端连接有转台升降电动机,所述的转台升降电动机连接有编码器B,所述的编码器B的输出端与处理器连接,所述的驱动器C的输出端连接有转台旋转电动机,所述的转台旋转电动机连接有编码器C,所述的编码器C的输出端与处理器连接。所述的控制器为基于ARM的嵌入式处理器。所述的图像数据采集模块设置有Kinect传感器。所述的三维点云数据获取模块采用体素栅格降采样法简化点云数目。所述的三维点云配准与融合表面模型重建模块是从最后一帧三维点云开始,利用改进的点云配准算法依次配准相邻视角下的三维点云,得到相邻视角之间的转换矩阵,再利用转换矩阵将所有三维点云数据变换到第一帧三维点云数据所在的坐标系下完成数据的配准和融合,并利用贪婪投影三角网格化算法重建出三维物体的表面模型。本专利技术的有益效果:本专利技术采用Kinect传感器在多个不同的视场角之下采集目标物的深度信息,根据相关的坐标系统之间的变换关系将这些深度信息转化为包含X,Y,Z坐标值信息的三维点云数据将其作为数据采集,从而获取目标物的多视角深度数据,并转化为三维点云,在此基础上配准和融合不同视角的点云数据得到目标物的全局三维模型,本专利技术具有操作简单、成本低廉、且无需高性能主控计算机的优点。附图说明图1为本专利技术一种三维扫描仪的控制系统的原理框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。实施例1如图1所示,一种三维扫描仪的控制系统,它包括主控计算机,所述的主控计算机通过数据线连接有处理器,所述的处理器的输入端通过信号线分别连接有USB接口、SD卡接口,处理器的输出端通过信号线分别连接有扫描控制模块和驱动器控制模块,所述的扫描控制模块的输出端连接有图像数据采集模块,所述的图像数据采集模块的输出端连接有三维点云数据获取模块,所述的三维点云数据获取模块的输出端连接有三维点云配准与融合表面模型重建模块,所述的三维点云配准与融合表面重建模块的输出端连接有数据转换模块,所述的数据转换模块的输出端与处理器连接,所述的驱动控制模块的输出端分别连接有驱动器A、驱动器B和驱动器C,所述的驱动器A的输出端连接有C型臂电动机,所述的C型臂电动机连接有编码器A,所述的编码器A的输出端与处理器连接,所述的驱动器B的输出端连接有转台升降电动机,所述的转台升降电动机连接有编码器B,所述的编码器B的输出端与处理器连接,所述的驱动器C的输出端连接有转台旋转电动机,所述的转台旋转电动机连接有编码器C,所述的编码器C的输出端与处理器连接。本专利技术采用Kinect传感器在多个不同的视场角之下采集目标物的深度信息,根据相关的坐标系统之间的变换关系将这些深度信息转化为包含X,Y,Z坐标值信息的三维点云数据将其作为数据采集,从而获取目标物的多视角深度数据,并转化为三维点云,在此基础上配准和融合不同视角的点云数据得到目标物的全局三维模型,本专利技术具有操作简单、成本低廉、且无需高性能主控计算机的优点。实施例2如图1所示,一种三维扫描仪的控制系统,它包括主控计算机,所述的主控计算机通过数据线连接有处理器,所述的处理器的输入端通过信号线分别连接有USB接口、SD卡接口,处理器的输出端通过信号线分别连接有扫描控制模块和驱动器控制模块,所述的扫描控制模块的输出端连接有图像数据采集模块,所述的图像数据采集模块的输出端连接有三维点云数据获取模块,所述的三维点云数据获取模块的输出端连接有三维点云配准与融合表面模型重建模块,所述的三维点云配准与融合表面重建模块的输出端连接有数据转换模块,所述的数据转换模块的输出端与处理器连接,所述的驱动控制模块的输出端分别连接有驱动器A、驱动器B和驱动器C,所述的驱动器A的输出端连接有C型臂电动机,所述的C型臂电动机连接有编码器A,所述的编码器A的输出端与处理器连接,所述的驱动器B的输出端连接有转台升降电动机,所述的转台升降电动机连接有编码器B,所述的编码器B的输出端与处理器连接,所述的驱动器C的输出端连接有转台旋转电动机,所述的转台旋转电动机连接有编码器C,所述的编码器C的输出端与处理器连接,所述的控制器为基于ARM的嵌入式处理器,所述的图像数据采集模块设置有Kinect传感器,所述的三维点云数据获取模块采用体素栅格降采样法简化点云数目,所述的三维点云配准与融合表面模型重建模块是从最后一帧三维点云开始,利用改进的点云配准算法依次配准相邻视角下的三维点云,得到相邻视角之间的转换矩阵,再利用转换矩阵将所有三维点云数据变换到第一帧三维点云数据所在的坐标系下完成数据的配准和融合,并利用贪婪投影三角网格化算法重建出三维物体的表面模型。本专利技术采用Kinect传感器在多个不同的视场角之下采集目标物的深度信息,根据相关的坐标系统之间的变换关系将这些深度信息转化为包含X,Y,Z坐标值信息的三维点云数据将其作为数据采集,从而获取目标物的多视角深度数据,并转化为三维点云,在此基础上配准和融合不同视角的点云数据得到目标物的全局三维模型,本专利技术具有操作简单、成本低廉、且无需高性能主控计算机的优点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维扫描仪的控制系统,它包括主控计算机,其特征在于:所述的主控计算机通过数据线连接有处理器,所述的处理器的输入端通过信号线分别连接有USB接口、SD卡接口,处理器的输出端通过信号线分别连接有扫描控制模块和驱动器控制模块,所述的扫描控制模块的输出端连接有图像数据采集模块,所述的图像数据采集模块的输出端连接有三维点云数据获取模块,所述的三维点云数据获取模块的输出端连接有三维点云配准与融合表面模型重建模块,所述的三维点云配准与融合表面重建模块的输出端连接有数据转换模块,所述的数据转换模块的输出端与处理器连接,所述的驱动控制模块的输出端分别连接有驱动器A、驱动器B和驱动器C,所述的驱动器A的输出端连接有C型臂电动机,所述的C型臂电动机连接有编码器A,所述的编码器A的输出端与处理器连接,所述的驱动器B的输出端连接有转台升降电动机,所述的转台升降电动机连接有编码器B,所述的编码器B的输出端与处理器连接,所述的驱动器C的输出端连接有转台旋转电动机,所述的转台旋转电动机连接有编码器C,所述的编码器C的输出端与处理器连接。

【技术特征摘要】
1.一种三维扫描仪的控制系统,它包括主控计算机,其特征在于:所述的主控计算机通过数据线连接有处理器,所述的处理器的输入端通过信号线分别连接有USB接口、SD卡接口,处理器的输出端通过信号线分别连接有扫描控制模块和驱动器控制模块,所述的扫描控制模块的输出端连接有图像数据采集模块,所述的图像数据采集模块的输出端连接有三维点云数据获取模块,所述的三维点云数据获取模块的输出端连接有三维点云配准与融合表面模型重建模块,所述的三维点云配准与融合表面重建模块的输出端连接有数据转换模块,所述的数据转换模块的输出端与处理器连接,所述的驱动控制模块的输出端分别连接有驱动器A、驱动器B和驱动器C,所述的驱动器A的输出端连接有C型臂电动机,所述的C型臂电动机连接有编码器A,所述的编码器A的输出端与处理器连接,所述的驱动器B的输出端连接有转台升降电动机,所述的转台升降电动机连接有编码器B,所述的编码器B的输出端与处理...

【专利技术属性】
技术研发人员:孔艳阳张宏山朱业革
申请(专利权)人:河南龙璟科技有限公司
类型:发明
国别省市:河南;41

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