三维扫描系统和三维扫描方法技术方案

本申请涉及一种三维扫描系统和三维扫描方法，其中，该三维扫描系统包括：跟踪装置和扫描装置，跟踪装置包括第一跟踪设备、第二跟踪设备、以及定位设备；第一跟踪设备用于获取扫描装置的位置信息；第二跟踪设备用于基于位置信息，对扫描装置的位姿进行跟踪，以获取扫描装置的位姿信息；定位设备，与第一跟踪设备的相对位置固定；定位设备用于对第二跟踪设备的位姿进行跟踪，以获取第二跟踪设备的位姿。其基于第一跟踪设备与第二跟踪设备之间的坐标变换关系，将三维数据进行统一，从而完成了被测物体的三维重建，增加了三维扫描系统的工作范围。范围。范围。

【技术实现步骤摘要】
三维扫描系统和三维扫描方法


[0001]本申请涉及三维扫描
，特别是涉及三维扫描系统和三维扫描方法。

技术介绍

[0002]目前在使用跟踪式三维扫描系统对被测物体进行扫描时，往往采用跟踪头与扫描头组合工作的方式来将被测物体在不同方位的三维数据统一到同一个坐标系下，实现被测物体的三维重建。其中，跟踪头往往为双目相机，扫描头为一个带有标记点结构和扫描功能的激光扫描仪。由于现有技术中的跟踪头是根据双目成像的原理对扫描头的姿态进行重建，以将扫描头所获取的被测物体的三维数据转换至跟踪头坐标系下，所以扫描头需要工作于跟踪头两个相机的共同工作视野内，如图1所示，扫描头需要工作与双目相机A和双目相机B两个相机的共同工作视野区域内。因此导致跟踪式三维扫描系统的工作范围受限。针对相关技术中存在的跟踪式三维扫描系统的工作范围受限的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0003]在本实施例中提供了一种三维扫描系统和三维扫描方法，以解决相关技术中存在的跟踪式三维扫描系统的工作范围受限的问题。
[0004]第一个方面，在本实施例中提供了一种三维扫描系统，所述三维扫描系统包括：跟踪装置和扫描装置，其中：
[0005]所述扫描装置用于对被测物体进行扫描；
[0006]所述跟踪装置包括第一跟踪设备、第二跟踪设备、以及定位设备；
[0007]所述第一跟踪设备用于对所述扫描装置进行跟踪，以获取所述扫描装置处于工作状态时的位置信息；
[0008]所述第二跟踪设备用于基于所述位置信息，通过改变自身的位姿对所述扫描装置的位姿进行跟踪，以获取所述扫描装置处于工作状态时的位姿信息；
[0009]所述定位设备，与所述第一跟踪设备的相对位置固定；所述定位设备用于对所述第二跟踪设备的位姿进行跟踪，以在所述第二跟踪设备锁定所述扫描装置在工作状态下的位姿信息时，获取所述第二跟踪设备的位姿。
[0010]在其中的一些实施例中，所述第一跟踪设备的工作视野大于所述第二跟踪设备的工作视野。
[0011]在其中的一些实施例中，所述第一跟踪设备的跟踪精度低于所述第二跟踪设备的跟踪精度。
[0012]在其中的一些实施例中，所述定位设备还用于统一所述第一跟踪设备和所述第二跟踪设备的坐标系。
[0013]在其中的一些实施例中，所述三维扫描系统还包括设置有第一定位标识的标识结构，所述标识结构与所述第二跟踪设备相对位姿固定；
[0014]所述定位设备还用于根据所述标识结构上的第一定位标识，确定所述第二跟踪设备的位姿。
[0015]在其中的一些实施例中，所述第一定位标识为非对称定位图案。
[0016]在其中的一些实施例中，所述标识结构位于所述第二跟踪设备的底部；
[0017]所述定位设备位于所述第二跟踪设备的下方，所述标识结构上的第一定位标识符处于所述定位设备的工作视野内。
[0018]在其中的一些实施例中，所述跟踪装置还包括驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述第二跟踪设备的改变自身的位姿，以使所述第二跟踪设备对所述扫描装置的位姿进行跟踪。
[0019]在其中的一些实施例中，所述扫描装置上固定设置有第二定位标识；
[0020]所述第一跟踪设备基于所述第二定位标识，对所述扫描装置进行跟踪；
[0021]所述第二跟踪设备基于所述位置信息和所述第二定位标识，对所述扫描装置的位姿进行跟踪。
[0022]在其中的一些实施例中，所述第一跟踪设备、第二跟踪设备以及定位设备均为相机。
[0023]第二个方面，在本实施例中提供了一种三维扫描方法，用于上述第一个方面的三维扫描系统，所述方法包括：
[0024]在所述扫描装置对被测物体进行扫描，获取所述被测物体的三维数据的过程中，所述第一跟踪设备实时对所述扫描装置的位置进行跟踪，以获取所述扫描装置处于工作状态时的位置信息；
[0025]所述第二跟踪设备基于所述位置信息，通过改变自身的位姿对所述扫描装置的位姿进行跟踪，以获取所述扫描装置处于工作状态时的位姿信息，并根据所述扫描装置处于工作状态时的位姿，将所述扫描装置获取的三维数据，转换至所述第二跟踪设备坐标系下；
[0026]所述定位设备对所述第二跟踪设备的位姿进行跟踪，以在所述第二跟踪设备锁定所述扫描装置在工作状态下的位姿信息时，获取所述第二跟踪设备的位姿信息；
[0027]所述第一跟踪设备基于所述第二跟踪设备的位姿信息，将所述第二跟踪设备坐标系下的所述三维数据，转换至所述第一跟踪设备坐标系下。
[0028]在其中的一些实施例中，所述第一跟踪设备实时对所述扫描装置的位置进行跟踪，以获取所述扫描装置处于工作状态时的位置信息，包括：
[0029]在扫描装置获取所述被测物体的三维数据的过程中，所述第一跟踪设备实时搜索自身工作视野范围内所述扫描装置的第二定位标识；
[0030]所述第一跟踪设备根据实时搜索到的所述第二定位标识确定所述扫描装置处于工作状态时的位置信息。
[0031]在其中的一些实施例中，所述第二跟踪设备基于所述位置信息，通过改变自身的位姿对所述扫描装置的位姿进行跟踪，以获取所述扫描装置处于工作状态时的位姿信息，包括：
[0032]所述第二跟踪设备基于所述位置信息，调整自身的位姿，直至所述扫描装置的第二定位标识成像于所述第二跟踪设备的工作视野内；
[0033]所述第二跟踪设备根据所述扫描装置的第二定位标识在所述第二跟踪设备的工
作视野内的成像，确定所述扫描装置的位姿。
[0034]在其中的一些实施例中，所述第一跟踪设备基于所述第二跟踪设备的位姿信息，将所述第二跟踪设备坐标系下的所述三维数据，转换至所述第一跟踪设备坐标系下，包括：
[0035]所述定位设备根据第一定位标识在所述定位设备工作视野中的成像，确定所述第二跟踪设备的位姿；
[0036]第一跟踪设备根据所述第二跟踪设备的位姿，以及所述定位设备与所述第一跟踪设备之间固定的坐标变换关系，得到所述第一跟踪设备与所述第二跟踪设备之间的坐标变换关系，并根据所述第一跟踪设备与所述第二跟踪设备之间的坐标变换关系，将所述第二跟踪设备坐标系下的三维数据，转换至所述第一跟踪设备坐标系下。
[0037]在其中的一些实施例中，所述方法还包括：
[0038]所述第二跟踪设备在自身位姿的变化速率超过预设的速率阈值时，暂停接收所述扫描装置获取的三维数据。
[0039]上述实施例提供了三维扫描系统和三维扫描方法，其中的三维扫描系统，包括：跟踪装置和扫描装置，其中：扫描装置用于对被测物体进行扫描；跟踪装置包括第一跟踪设备、第二跟踪设备、以及定位设备；第一跟踪设备用于对扫描装置进行跟踪，以获取扫描装置处于工作状态时的位置信息；第二跟踪设备用于基于位置信息，通过改变自身的位姿对扫描装置的位姿进行跟踪，以获取扫描装置处于工作状态时的位姿信息；定位设备，与第一跟踪设备相对位置固定；定位设备用于对第二跟踪设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维扫描系统，其特征在于，所述三维扫描系统包括：跟踪装置和扫描装置，其中：所述扫描装置用于对被测物体进行扫描；所述跟踪装置包括第一跟踪设备、第二跟踪设备、以及定位设备；所述第一跟踪设备用于对所述扫描装置进行跟踪，以获取所述扫描装置处于工作状态时的位置信息；所述第二跟踪设备用于基于所述位置信息，通过改变自身的位姿对所述扫描装置的位姿进行跟踪，以获取所述扫描装置处于工作状态时的位姿信息；所述定位设备，与所述第一跟踪设备的相对位置固定；所述定位设备用于对所述第二跟踪设备的位姿进行跟踪，以在所述第二跟踪设备锁定所述扫描装置在工作状态下的位姿信息时，获取所述第二跟踪设备的位姿。2.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于，所述第一跟踪设备的工作视野大于所述第二跟踪设备的工作视野。3.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于，所述第一跟踪设备的跟踪精度低于所述第二跟踪设备的跟踪精度。4.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于，所述定位设备还用于统一所述第一跟踪设备和所述第二跟踪设备的坐标系。5.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于，所述三维扫描系统还包括设置有第一定位标识的标识结构，所述标识结构与所述第二跟踪设备相对位姿固定；所述定位设备还用于根据所述标识结构上的第一定位标识，确定所述第二跟踪设备的位姿。6.根据权利要求5所述的三维扫描系统，其特征在于，所述第一定位标识为非对称定位图案。7.根据权利要求5所述的三维扫描系统，其特征在于，所述标识结构位于所述第二跟踪设备的底部；所述定位设备位于所述第二跟踪设备的下方，所述标识结构上的第一定位标识符处于所述定位设备的工作视野内。8.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于，所述跟踪装置还包括驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述第二跟踪设备的改变自身的位姿，以使所述第二跟踪设备对所述扫描装置的位姿进行跟踪。9.根据权利要求1所述的三维扫描系统，其特征在于，所述扫描装置上固定设置有第二定位标识；所述第一跟踪设备基于所述第二定位标识，对所述扫描装置进行跟踪；所述第二跟踪设备基于所述位置信息和所述第二定位标识，对所述扫描装置的位姿进行跟踪。10.根据权利要求1至9中任一项所述的三维扫描系统，其特征在于，所述第一跟踪设备、第二跟踪设备以及定位设备均为相机。11.一种三维扫描方法，用于权利要求1至10中任一项所述的三维扫描系统，其特征在于，所述方法包括：
在所述扫描装置对被测物体进行扫描，获取所述被测物体的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈尚俭，戴明，郑俊，
申请(专利权)人：杭州思看科技有限公司，
类型：发明
国别省市：