生成三维模型制造技术

技术编号:17268672 阅读:99 留言:0更新日期:2018-02-14 17:43
示例涉及捕捉并处理三维(3D)扫描数据。在一些示例中,对着以多个定向重定位真实世界物体,获得真实世界物体的3D扫描数据,其中3D扫描数据包括3D扫描通路,每个3D扫描通路与一个定向相关联。用于在以每个定向重定位真实世界物体时,投影与真实世界物体的位置相关的视觉提示的投影仪。接合3D扫描通路以生成真实世界物体的3D模型,其中在每个3D扫描通路被合并至3D模型中时,在显示器上示出3D模型的实时表示。

Generation of three-dimensional model

The example involves capturing and processing three dimensional (3D) scanned data. In some examples, 3D scanning data of real-world objects are acquired for multiple orientations and repositioning real-world objects, including 3D scanning data including 3D scanning path, and each 3D scanning path is related to a orientation. A projector for visual hints associated with the position of a real world object when the real world object is relocated with each directional weight. The 3D scan path is used to generate 3D models of real-world objects, where the real-time representation of 3D models is displayed on the monitor when each 3D scan path is merged into 3D model.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生成三维模型
技术介绍
物体的三维(3D)模型具有多个用途。3D模型可以用于各种应用,包括但不限于,电影和视频游戏资产、医疗矫正术和弥补术、工业设计等。附图说明以下详细说明书参考附图,其中:图1是用于捕捉并处理3D扫描数据的示例性计算设备的方框图;图2是与用于捕捉并处理3D扫描数据的扫描设备通信的示例性计算设备的方框图;图3是用于由计算设备执行以用于捕捉并处理3D扫描数据的示例性方法的流程图;图4A是用于由计算设备执行以用于提供自动3D捕捉技术的示例性方法的流程图;图4B是用于由计算设备执行以用于提供手动3D捕捉技术的示例性方法的流程图;以及图5是在3D捕捉技术期间用于提供视觉提示的示例性用户界面的示意图。具体实施方式捕捉系统可以用于数字地捕捉与真实世界物体的形状和外观相关的数据。捕捉的数据可以随后用于构建物体的三维(3D)模型。可以使用不同的技术以收集关于真实世界物体的形状的数据,诸如接触扫描仪、飞行时间激光扫描仪、三角测量激光扫描仪、结构化光扫描仪等。例如,手持式设备可以用于通过当重新定位手持式设备时进行距离测量而收集形状数据。在该示例中,手持式设备使用内部坐标系统追踪其位置,内部坐标系统用于参考距离测量。示例在此描述了允许用户放置物体表面并扫描其以从所有侧面生成完整的3D模型的3D捕捉技术。所生成的模型是具有纹理的3D网格,并且扫描过程包括从变化的定向渐进扫描并将这些扫描接合在一起以生成单个、完整的模型。对准每个增量扫描以适合于并扩展现有模型。在一些示例中,当真实世界物体以多个定向而重新定位时获得真实世界物体的3D扫描数据,其中3D扫描数据包括每个与一个定向相关联的3D扫描通路(passes)。当在每个定向处重新定位真实世界物体时使用投影仪投影与真实世界物体的位置相关的视觉提示。接合3D扫描通路以生成真实世界物体的3D模型,其中当将每个3D扫描通路合并至3D模型中时在显示器上示出3D模型的实时表示。现在参照附图,图1是用于捕捉并处理3D扫描数据的示例性计算设备100的方框图。计算设备100可以是能访问扫描设备的任何计算设备(例如智能电话、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机等)。在图1的实施例中,计算设备100包括处理器110、接口115、投影仪118、以及机器可读存储介质120。处理器110可以是一个或多个中央处理单元(CPUs)、微处理器、和/或适用于检索并执行存储在机器可读存储介质120中指令的其他硬件设备。处理器110可以获取、解码并执行指令122、124、126以使能检测接收用户以用于捕捉并处理3D扫描数据。作为检索并执行指令的备选例或除此之外,处理器110可以包括一个或多个电子电路,包括用于执行指令122、124、126的一个或多个的功能的多个电子部件。接口115可以包括用于与扫描设备通信的多个电子部件。例如,接口115可以是以太网接口、通用串行总线(USB)接口、IEEE1394(火线)接口、外部串行高级技术附件(eSATA)接口、或者适用于与扫描设备通信的任何其他物理连接接口。备选地,接口115可以是无线接口,诸如无线局域网(WLAN)接口或近场通信(NFC)接口。在工作中,如以下详述,接口115可以用于发送数据至扫描设备的对应接口并从其接收数据。投影仪118是用于将图像投影至表面上的光学设备。例如,投影仪118可以是嵌入式光源、激光器、视频投影仪、或适用于投影图像的任何其他光学设备。机器可读存储介质120可以是存储可执行指令的任何电子、磁性、光学或其他物理存储设备。因此,机器可读存储介质120可以例如是随机访问存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、存储驱动器、光盘等等。如以下详述,机器可读存储介质120可以采用可执行指令编码以用于捕捉并处理3D扫描数据。3D扫描数据获得指令122从扫描设备获得3D扫描数据。扫描设备能够捕捉对于真实世界物体在扫描设备的视场中的形状和外观数据。在一些情形中,扫描设备是装备具有能够确定真实世界物体在相机视场中景深数据的多个透镜的3D相机。可以经由多次扫描通路而获得3D扫描数据,每个获得物体在不同位置和/或定向处的形状和外观信息。扫描通路可以是扫描循环的一部分,例如当围绕中心轴线旋转物体整圈时获得扫描数据。旋转可以如参照图4A所述手动地执行,或者如参照图4B所述自动地执行。在该示例中,扫描设备经由接口115连接至计算设备100。在其他示例中,扫描设备可以是计算设备100的集成部件。视觉提示投影指令124使用投影仪118以在真实世界物体和物体所驻留表面上投影视觉提示。视觉提示向用户提供与物体的位置相关的信息。例如,视觉提示可以包括物体所面对方向的指示。当执行扫描循环时,视觉提示也可以标记对于物体已经完成的扫描通路。当使用手动旋转用于扫描时,视觉提示也可以指导用户如何对于每个3D扫描通路重新定位物体。示例性的视觉提示如以下参照图5所述。扫描通路接合指令126将以上获得的扫描通路接合以创建3D模型。在一些情形中,当由扫描设备获得每一个时(即,在每次扫描通路之后修改3D模型以包括最新3D数据)接合扫描通路。当对于每次扫描通路而修改时也可以为用户显示3D模型。接合扫描通路将每个扫描通路中3D数据组合为单个3D模型。例如,可以识别并使用扫描通路中特色的特征以对准通路中数据,因此通路中数据可以组合为单个模型。图2是经由网络245与计算设备200通信得示例性扫描设备250的方框图。如图2中所示以及以下所述,扫描设备250可以与计算设备200通信以捕捉并处理3D扫描数据。如所示,计算设备200可以包括多个模块202-214,而扫描设备250可以包括多个模块252-254。每个模块可以包括编码在机器可读存储介质上并由各自设备200、250的处理器可执行的一系列指令。此外或作为备选的,每个模块可以包括一个或多个硬件设备,包括用于实施以下所述功能的电子电路。与图1的计算设备100相同,计算设备200可以是智能电话、笔记本、台式机、平板电脑、工作站、移动设备、或适用于执行以下所述功能的任何其他设备。如以下详述,计算设备200可以包括用于捕捉并处理3D扫描数据的一系列模块202-214。扫描接口202可以管理与扫描设备250的通信。具体的,扫描接口202可以启动与扫描设备250的连接并随后向扫描设备250发送扫描数据或从其接收扫描数据。投影仪203在真实世界物体上以及真实世界物体周围投影视觉提示。例如,投影仪203可以包括在扫描循环期间用于提供视觉提示(即,扫描的定向、对于扫描循环的下一个定向等)的发光二极管(LED)。扫描UI模块210可以在扫描过程期间使用投影仪203以指示用户定位真实世界物体。3D建模模块204可以处理扫描设备250的扫描数据以生成3D模型。尽管以下详述了3D建模模块204的部件,结合图1的指令122和126而以上提供关于3D建模模块204的示例性实施方式的额外细节。3D数据扫描模块206从扫描设备250获得并处理扫描数据。当重新定位真实世界物体时,3D数据扫描模块206可以指示扫描设备250以执行扫描循环。扫描循环包括多个扫描通路,当物体在不同位置时获取每一个扫描通路并且可以组合以生成对于物体的形状和外观数据的全3D集合。本文档来自技高网...
生成三维模型

【技术保护点】
一种用于捕捉并处理三维(3D)扫描数据的计算设备,所述计算设备包括:接口,用于与3D扫描设备交互,所述3D扫描设备用于扫描真实世界物体以生成所述3D扫描数据;显示器,用于呈现3D扫描应用的用户界面;投影仪,用于在所述真实世界物体上和在所述真实世界物体周围直接地投影视觉提示;以及处理器,用于:随着以多个定向来对所述真实世界物体进行重定位,获得所述3D扫描数据,其中,所述3D扫描数据包括多个3D扫描通路,所述多个3D扫描通路中的每个3D扫描通路与所述多个定向中的一个定向相关联;在以所述多个定向中的每个定向来重定位所述真实世界物体时,使用所述投影仪投影与所述真实世界物体的位置相关的视觉提示;并且接合所述多个3D扫描通路以生成所述真实世界物体的3D模型,其中,当所述多个3D扫描通路的每个3D扫描通路被合并至所述3D模型中时,在所述显示器上示出所述3D模型的实时表示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于捕捉并处理三维(3D)扫描数据的计算设备,所述计算设备包括:接口,用于与3D扫描设备交互,所述3D扫描设备用于扫描真实世界物体以生成所述3D扫描数据;显示器,用于呈现3D扫描应用的用户界面;投影仪,用于在所述真实世界物体上和在所述真实世界物体周围直接地投影视觉提示;以及处理器,用于:随着以多个定向来对所述真实世界物体进行重定位,获得所述3D扫描数据,其中,所述3D扫描数据包括多个3D扫描通路,所述多个3D扫描通路中的每个3D扫描通路与所述多个定向中的一个定向相关联;在以所述多个定向中的每个定向来重定位所述真实世界物体时,使用所述投影仪投影与所述真实世界物体的位置相关的视觉提示;并且接合所述多个3D扫描通路以生成所述真实世界物体的3D模型,其中,当所述多个3D扫描通路的每个3D扫描通路被合并至所述3D模型中时,在所述显示器上示出所述3D模型的实时表示。2.根据权利要求1所述的计算设备,进一步包括旋转机构,用于随着所述3D扫描设备扫描所述真实世界物体,将所述真实世界物体重定位至所述多个定向中的每个定向。3.根据权利要求2所述的计算设备,其中,所述处理器进一步用于:随着由所述旋转机构连续地旋转所述真实世界物体,获得初步扫描数据,其中,所述3D扫描设备执行预扫描以收集所述初步扫描数据;并且基于所述初步扫描数据生成所述真实世界物体的初步模型,其中,所述初步模型被显示在所述用户界面上,以由用户查看。4.根据权利要求1所述的计算设备,其中,所述处理器进一步用于:在所述真实世界物体上以及在所述真世界物体的周围向用户提供目标视觉提示,以重定位所述真实世界物体,其中所述目标视觉提示指定所述真实世界物体的目标位置;并且响应于检测到所述真实世界物体处于所述目标位置中,启动所述多个3D扫描通路中的下一个扫描通路。5.根据权利要求1所述的计算设备,其中,所述处理器进一步用于:在所述显示器上向用户提供循环指令以修改所述真实世界物体的倾斜角;并且启动用于所述真实世界物体的第二扫描循环。6.根据权利要求1所述的计算设备,其中,所述处理器进一步用于:使用所述3D扫描设备以执行背景表面的背景扫描,所述背景扫描用于在所述多个3D扫描通路期间区分所述真实世界物体与所述背景表面。7.一种用于捕捉并处理三维(3D)扫描数据的方法,所述方法包括:基于真实世界物体的预扫描来生成初步模型,其中,所述初步模型被显示在用户界面上以由用户查看;随着以多个定向重定位所述真实世界物体,获得所述真实世界物体的3D扫描数据,其中,所述3D扫描数据包括多个3D扫描通路,所述多个扫描通路在的每个扫描通路与所述多个定向中的一个定向相关联;在以所述多个定向的每个定向来重定位所述真实世界物体时,使用投影仪投影与所述真实世界物体的位置相关的视觉提示;并且接合所述多个3D扫描通路以生成所述真实世界物...

【专利技术属性】
技术研发人员:大卫·布拉德利·肖特斯蒂芬·乔治·米勒若尔迪·莫里洛·佩雷什J·康帕蒂萨·庞凯瓦马修·莱克丹尼尔·约尔丹·卡锁爱迪·利奇特拉
申请(专利权)人:惠普发展公司有限责任合伙企业
类型:发明
国别省市:美国,US

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