The invention discloses a desktop 3D scanning device and method, a desktop type large FOV 3D scanning device is composed of a plurality of groups of cameras, laser MEMS mirror projector and a precision rotating platform, the projector is arranged in the middle group for multi camera, structured light projection; multi camera projector which is symmetrically distributed on both sides, two a camera is a symmetric group. The invention can cover the three-dimensional scanning from small volume to large volume object, and the smaller the object, the higher the measuring accuracy; the method can realize one button scanning, and obtain a better 360 degree integrity model.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学检测领域,涉及一种三维轮廓的光学检测方法,特别是一种大景深、大视场的结构光三维测量方法。
技术介绍
三维扫描在逆向工程、工业检测、文物保护等方面已有重要的应用,随着3D打印的普及,三维扫描在逆向设计、教育培训等行业的应用更为广泛。已有三维扫描仪主要针对工业检测等专业领域,面向广大逆向设计、3D打印教育等产业的普通消费者的扫描仪较少。目前,三维扫描通常采用激光线扫描、白光结构光、立体视觉等方法。激光线扫描发展最为成熟,测量景深大,但是其效率低、拼接精度低,对运动装置精度要求高,成本高。白光结构光效率高,但是其系统标定困难。立体视觉技术存在立体匹配的不确定性是测量精度低。把白光结构光中的相移轮廓术与双目立体视觉的方法相结合,克服了相移轮廓术标定难的问题和立体视觉匹配难的问题。但是此方法需要通过DLP投影装置编码光,其测量景深受投影景深的限制;同时测量视场受双目视觉的三角关系夹角的影响。在实际使用中,物体的大小和形状各异,景深不足导致测量失效等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种桌面式三维扫描装置,该装置采用激光MEMS振镜投影装置来提高投影景深;采用多组相机来捕捉不同的视场范围内的变形条纹图,提高测量范围;用精密旋转台标定多个角度模型之间的位置关系拼接成完整模型。本专利技术可以覆盖从较小体积到大体积物体的三维扫描,同时被测物体越小,测量精度越高;本方法可以实现一键式扫描,得到比较好的360度完整模型。本专利技术的目的为提供一种桌面式大视场桌三维扫描装置。其技术方案为:由4到10个相机、1个激光MEMS振镜投影装 ...
【技术保护点】
一种桌面式大视场三维扫描装置,其特征在于:由4到10个相机、1个激光MEMS振镜投影装置和精密旋转台构成;激光MEMS振镜投影装置布置在中间,用于投影结构光,相机两两对称放置在激光MEMS振镜投影装置两侧,对称放置的相机之间的距离为L1、L2、L3、L4、L5,其中L1<L2<L3<L4<L5;转台放置在上述相机的一个或多个视场范围内;装置在三维扫描时,物体放置在旋转台上转动N次,每次旋转α度,N=360/α次,N为整数;每转一次,用激光MEMS振镜投影一组光栅图案或线状图案到物体表面,用上述相机拍摄物体表面的图案,传输到计算机上进行三维点云计算;标定精密旋转台中心与相机之间的位置关系,根据标定结果,对各角度重建的三维模型进行刚性变换,得到粗拼接的完整模型;用ICP进行优化拼接,得到360度三维数字模型。
【技术特征摘要】
1.一种桌面式大视场三维扫描装置,其特征在于:由4到10个相机、1个激光MEMS振镜投影装置和精密旋转台构成;激光MEMS振镜投影装置布置在中间,用于投影结构光,相机两两对称放置在激光MEMS振镜投影装置两侧,对称放置的相机之间的距离为L1、L2、L3、L4、L5,其中L1<L2<L3<L4<L5;转台放置在上述相机的一个或多个视场范围内;装置在三维扫描时,物体放置在旋转台上转动N次,每次旋转α度,N=360/α次,N为整数;每转一次,用激光MEMS振镜投影一组光栅图案或线状图案到物体表面,用上述相机拍摄物体表面的图案,传输到计算机上进行三维点云计算;标定精密旋转台中心与相机之间的位置关系,根据标定结果,对各角度重建的三维模型进行刚性变换,得到粗拼接的完整模型;用ICP进行优化拼接,得到360度三维数字模型。2.基于权利要求1所述桌面式大视场三维扫描装置的扫描方法,其特征在于:其扫描仪部分,采用激光MEMS振镜投影装置投影结构光提高投影景深;采用多组相机来捕捉不同...
【专利技术属性】
技术研发人员:李欢欢,刘涛,车玉彩,郭迪,姚东,明向业,
申请(专利权)人:西安知象光电科技有限公司,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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