扫描头数据拼接方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种扫描头数据拼接方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取扫描头的转动轴；控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的三维点集信息；基于所述转动轴和各个三维点集信息对应的扫描头转动角度将各个位置的三维点集信息转换到同一坐标系下；对各个位置的三维点集信息进行拼接。上述扫描头数据拼接方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取扫描头的转动轴，并基于所述转动轴和各个三维点集信息对应的扫描头转动角度将各个位置的三维点集信息转换到同一坐标系下，再对各三维点集信息进行拼接的方法，避免了各三维点集信息因位置不相关导致拼接效果不佳的问题，使图像拼接更加迅速准确，拼接效果更好。

Scanner Head Data Mosaic Method, Device, Computer Equipment and Storage Media

The application relates to a method, device, computer equipment and storage medium for data mosaic of scanner head. The method includes: acquiring the rotation axis of the scanning head; controlling the rotation of the scanning head and scanning to obtain the three-dimensional point set information of each position; transforming the three-dimensional point set information of each position into the same coordinate system based on the rotation angle of the scanning head corresponding to the rotation axis and the three-dimensional point set information of each position; and splicing the three-dimensional point set information of each position. The data splicing method, device, computer equipment and storage medium of the scanner head can acquire the rotation axis of the scanner head, and transform the three-dimensional point set information of each position into the same coordinate system based on the rotation angle of the scanner head corresponding to the rotation axis and the three-dimensional point set information. The method of splicing the three-dimensional point set information can avoid the information location of each three-dimensional point set. The unrelated position leads to poor stitching effect, which makes the image stitching more rapid and accurate, and the stitching effect is better.

【技术实现步骤摘要】
扫描头数据拼接方法、装置、计算机设备和存储介质
本申请涉及3D打印
，特别是涉及一种扫描头数据拼接方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
三维扫描仪(3Dscanner)是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮(高反照率)、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。而三维扫描仪若采用固定的扫描头，则在扫描模型高度较高或较宽时，难以扫全模型，而采用摆动的扫描头可以增大扫描区域的范围，实现对不同高度模型的扫描，但需要对不同角度扫描的图像进行拼接，容易出现各扫描图像之间位置不相关导致拼接效果不佳的情况。
技术实现思路
基于此，有必要针对对不同角度扫描的图像进行拼接，容易出现各扫描图像之间位置不相关导致拼接效果不佳的情况的技术问题，提供一种扫描头数据拼接方法、装置、计算机设备和存储介质。一种扫描头数据拼接方法，所述方法包括：控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的三维点集信息；基于所述扫描头的转动轴和各个三维点集信息对应的扫描头转动角度将各个位置的三维点集信息转换到同一坐标系下；对各个位置的三维点集信息进行拼接。在其中一个实施例中，所述控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的三维点集信息之前还包括：获取扫描头的转动轴。在其中一个实施例中，所述获取扫描头的转动轴包括：在扫描头处于原始位置时，获取多个标记点的原始坐标；将扫描头进行转动，获取多个所述标记点的转动坐标；基于所述原始坐标和转动坐标计算得到转动轴。在其中一个实施例中，所述基于所述原始坐标和转动坐标计算得到转动轴包括：将多个所述标记点的原始坐标与转动坐标做差，得到所有标记点的坐标差值；计算所有标记点坐标差值的范数，得到所有标记点的范数；计算所有标记点的范数的平方后求和，得到所述转换矩阵；基于所述转换矩阵计算得到转动轴。在其中一个实施例中，所述基于所述转换矩阵计算得到转动轴包括：基于所述转换矩阵和扫描头的转动角度计算得到转动轴。在其中一个实施例中，所述获取扫描头的转动轴还包括：从所述扫描头的参数信息中获取所述扫描头的转动轴。在其中一个实施例中，所述控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的三维点集信息还包括：控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的扫描图像；基于所述扫描图像得到三维点集信息。一种扫描头数据拼接装置，所述装置包括：扫描模块，用于控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的三维点集信息；转换模块，用于基于所述扫描头的转动轴和各个三维点集信息对应的扫描头转动角度将各个位置的三维点集信息转换到同一坐标系下；拼接模块，用于对各个位置的三维点集信息进行拼接。一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的三维点集信息；基于所述扫描头的转动轴和各个三维点集信息对应的扫描头转动角度将各个位置的三维点集信息转换到同一坐标系下；对各个位置的三维点集信息进行拼接。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的三维点集信息；基于所述扫描头的转动轴和各个三维点集信息对应的扫描头转动角度将各个位置的三维点集信息转换到同一坐标系下；对各个位置的三维点集信息进行拼接。上述扫描头数据拼接方法、装置、计算机设备和存储介质，通过基于扫描头的转动轴和各个三维点集信息对应的扫描头转动角度将各个位置的三维点集信息转换到同一坐标系下，再对各三维点集信息进行拼接的方法，避免了各三维点集信息因位置不相关导致拼接效果不佳的问题，使图像拼接更加迅速准确，拼接效果更好。附图说明图1为本专利技术一个实施例中扫描头数据拼接方法的流程示意图；图2为本专利技术一个实施例中扫描头数据拼接装置的结构框图；图3为一个实施例中计算机设备的内部结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。三维扫描仪(3Dscanner)是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮(高反照率)、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。而三维扫描仪若采用固定的扫描头，则在扫描模型高度较高或较宽时，难以扫全模型，而采用摆动的扫描头可以增大扫描区域的范围，实现对不同高度模型的扫描，但需要对不同角度扫描的图像进行拼接，容易出现各扫描图像之间位置不相关导致拼接效果不佳的情况。请参阅图1，图1为本专利技术的一个实施例的扫描头数据拼接方法的示意图。在本实施例中，所述扫描头数据拼接方法包括：步骤100，获取扫描头的转动轴。在本实施例中，所述获取扫描头的转动轴包括在扫描头处于原始位置时，获取多个标记点的原始坐标；将扫描头进行转动，获取多个所述标记点的转动坐标；基于所述原始坐标和转动坐标计算得到转动轴。在本实施例中，多个所述标记点的原始坐标和转动坐标使用标定板获取。在其它实施例中，可以用其它方式获取多个所述标记点的原始坐标和转动坐标。在其它实施例中，可以用其它方式计算得到所述转动轴，例如，可以将扫描头以小角度绕空间轴线进行多次转动，并扫描得到第一初始图像和每次转动后的粗标定图像。根据每幅粗标定图像相对于所述第一初始图像的刚体变换矩阵计算得到所述轴线的粗标定空间位置。将扫描头以大角度绕所述空间轴线进行多次转动，并扫描得到第二初始图像和每次转动后的精标定图像。基于所述轴线的粗标定空间位置将每幅精标定图像以相应转动角度转回第二初始图像所在的空间坐标系下。根据每幅精标定图像相对于所述第二初始图像的刚体变换矩阵计算得到所述轴线的精标定空间位置。其中，粗标定可以为：计算每幅粗标定图像相对于前一图像的刚体变换矩阵。基于每幅粗标定图像相对于前一图像的刚体变换矩阵计算得到每幅粗标定图像相对于所述第一初始图像的第一刚体变换矩阵。基于所述第一刚体变换矩阵计算得到所述轴线的粗标定空间位置。其中，精标定可以为：计算每幅精标定图像相对于前一图像的刚体变换矩阵。基于每幅精标定图像相对于前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描头数据拼接方法，其特征在于，所述方法包括：控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的三维点集信息；基于所述扫描头的转动轴和各个三维点集信息对应的扫描头转动角度将各个位置的三维点集信息转换到同一坐标系下；对各个位置的三维点集信息进行拼接。

【技术特征摘要】
1.一种扫描头数据拼接方法，其特征在于，所述方法包括：控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的三维点集信息；基于所述扫描头的转动轴和各个三维点集信息对应的扫描头转动角度将各个位置的三维点集信息转换到同一坐标系下；对各个位置的三维点集信息进行拼接。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制扫描头进行转动并扫描得到各个位置的三维点集信息之前还包括：获取扫描头的转动轴。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取扫描头的转动轴包括：在扫描头处于原始位置时，获取多个标记点的原始坐标；将扫描头进行转动，获取多个所述标记点的转动坐标；基于所述原始坐标和转动坐标计算得到转动轴。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述原始坐标和转动坐标计算得到转动轴包括：将多个所述标记点的原始坐标与转动坐标做差，得到所有标记点的坐标差值；计算所有标记点坐标差值的范数，得到所有标记点的范数；计算所有标记点的范数的平方后求和，得到所述转换矩阵；基于所述转换矩阵计算得到转动轴。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述转换矩阵计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓军，张宏刚，殷安东，
申请(专利权)人：先临三维科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33