一种扫描动态物体的三维扫描系统及其扫描方法技术方案

本发明专利技术涉及一种扫描动态物体的三维扫描系统，用于获取一动态物体的三维图像，其包括一第一投影装置，用于向所述动态物体投射第一单色光。一与第一投影装置对应的第一感光装置，该第一感光装置能且只能采集从动态物体反射的第一单色光，形成第一图像。一第二投影装置，用于向所述动态物体投射第二单色光。一与第二投影装置对应的第二感光装置，该第二感光装置能且只能采集从动态物体反射的第二单色光，形成第二图像。一控制系统，所述控制系统控制所述第一投影装置与第二投影装置同时向所述动态物体投射第一单色光及第二单色光，并将第一图像及第二图像进行计算拟合，从而得到所述动态物体的三维图像。另外，本发明专利技术还提供了一种三维扫描仪的扫描方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三维扫描系统及其扫描方法，尤其涉及一种能高质量、低失真度获取动态物体三维图像的三维扫描系统及其扫描方法。
技术介绍
三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对被扫描物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得该物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实际物体的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为物体数字化提供了相当方便快捷的手段。利用三维扫描技术制备的三维扫描仪(3D Scanner)作为一种快速的立体测量设备，因其测量速度快、精度高，非接触，使用方便等优点，而成为将物体三维建模的重要工具，得到越来越广泛的应用。譬如，用三维扫描仪对手板、样品、模型等被扫描物体进行扫描，可以得到该物体立体尺寸数据，这些数据能直接与计算机辅助设计(CAD Computer Aided Design)或计算机辅助制造(CAM :Computer Aided Making)软件接口，在CAD系统中可以对数据进行调整、修补、再送到加工中心或快速成型设备上制造，可以极大的缩短产品制造周期。一般的三维扫描仪采用一投影仪投射条纹光到被扫描物体，再采用一相机采集从所述被扫描物体反射过来的条纹光，通过计算条纹光在被扫描物体的变形，从而获得被扫描物体的三维图像。然而，当采用单台三维扫描仪获取被扫描物体的三维图像时，所述相机所能接收到的条纹光仅限于被扫描物体被投影仪投射到的区域，而无法获得该被扫描物体未被投影仪投射到的区域(盲区)反射过来的条纹光。即，由于所述投影仪在被扫描物体有投射盲区，通过单台三维扫描仪所获取的三维图像质量不高或失真。为解决投影仪投射盲区的问题，通常采用如下两种方式获取被扫描物体的三维图像一是用单台三维扫描仪一个角度获取被扫描物体的扫描模型，再移动到另一角度扫描获取被扫描物体的扫描模型，然后对从不同角度获取到的扫描模型进行拼接得到被扫描物体的三维图像；二是采用多台三维扫描仪错时获取被扫描物体的扫描模型，然后对该多台三维扫描仪获取到的扫描模型进行拼接得到被扫描物体的三维图像。然而，以上两种扫描方式虽然能解决部分投射盲区的问题，但当被扫描物体为动态物体，如人脸时，其获取到的三维图像依然存在较大失真，质量较低。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种能高质量、低失真度获取动态物体三维图像的三维扫描系统及其扫描方法，以解决上述问题。本专利技术是这样实现的提供一种扫描动态物体的三维扫描系统，用于获取一动态物体的三维图像，其包括一第一投影装置，用于向所述动态物体投射第一单色光。一与第一投影装置对应的第一感光装置，该第一感光装置能且只能采集从动态物体反射的第一单色光，形成第一图像。一第二投影装置，用于向所述动态物体投射第二单色光。一与第二投影装置对应的第二感光装置，该第二感光装置能且只能采集从动态物体反射的第二单色光，形成第二图像。一控制系统，所述控制系统控制所述第一投影装置与第二投影装置同时向所述动态物体投射第一单色光及第二单色光，并将第一图像及第二图像进行计算拟合，从而得到所述动态物体的三维图像。进一步地，所述第一单色光与第二单色光为红光、蓝光、绿光中的任意两种单色光。进一步地，所述第一感光装置包括一第一滤光片及第一相机。所述第一滤光片设置在所述第一相机与动态物体之间，所述第一滤光片仅允许第一单色光通过。所述第二感光装置包括一第二滤光片及第二相机。所述第二滤光片设置在所述第二相机与动态物体之间，所述第二滤光片仅允许第二单色光通过。进一步地，所述第一投影装置包括一第一白光投光光源及一第一滤光片。该第一滤光片设置在所述第一白光投光光源与动态物体之间，该第一滤光片仅允许第一单色光通过。第二投影装置包括一第二白光投光光源及一第二滤光片。该第二滤光片设置在所述第二白光投光光源与动态物体之间，该第一滤光片仅允许第二单色光通过。 进一步地，所述第一投影装置包括一第一单色投光光源发射第一单色光，所述第二投影装置包括一第二单色投光光源发射第二单色光。进一步地，以动态物体为顶点，所述第一投影装置的投光方向与第二投影装置的投光方向之间的夹角大于等于30度小于等于180度。本专利技术还涉及另一种扫描动态物体的三维扫描系统，用于获取一动态物体的三维图像。该三维扫描系统包括多台三维扫描仪及一控制系统。该三维扫描系统进一步包括多个与三维扫描仪对应的滤光片设置在该三维扫描仪与动态物体之间。所述多台三维扫描仪用于从多个角度拍摄动态物体的多个图像。每台三维扫描仪所对应的滤光片所允许通过的单色光均相互独立，从而使每台三维扫描仪投射出来的光均为单色光且只能接收同一种单色光。所述控制系统用于控制所述多台三维扫描仪同时向所述动态物体投射单色光并根据所述多台三维扫描仪所拍摄到的图像得到动态物体的三维图像。本专利技术还涉及一种扫描动态物体的三维扫描系统的扫描方法，其包括如下步骤a.采用第一投影装置及第二投影装置同时向一动态物体投射第一单色光及第二单色光；b.采用第一感光装置仅采集从动态物体反射的第一单色光，形成第一图像；采用第二感光装置仅采集从动态物体反射的第二单色光，形成第二图像采用一控制系统将第一图像及第二图像进行计算拟合，从而得到所述动态物体的三维图像。进一步地，在步骤b中，进一步包括如下步骤采用一第一相机及一设置在所述第一相机与动态物体之间的一第一滤光片组成所述第一感光装置，采用一第二相机及一设置在所述第二相机与动态物体之间的一第二滤光片组成所述第二感光装置，其中，所述第一滤光片仅允许第一单色光通过，所述第二滤光片仅允许第二单色光通过。本专利技术还涉及另一种扫描动态物体的三维扫描系统的扫描方法，其包括如下步骤a.提供多台三维扫描仪及一控制系统；b.在每台三维扫描仪与动态物体之间设置一滤光片，每台三维扫描仪所对应的滤光片所允许通过的单色光均相互独立，从而使每台三维扫描仪投射出来的光均为单色光且只能接收同一种单色光控制所述多台三维扫描仪同时向所述动态物体投射单色光并根据所述多台三维扫描仪所拍摄到的图像得到动态物体的三维图像。与现有技术相比，本专利技术的扫描动态物体的三维扫描系统及其扫描方法中，通过采用两台或两台以上的投影装置同时向动态物体投射单色光，而与投影装置对应的感光装置，仅采集与之对应的投影装置投射的单色光，形成图像。因此，所述扫描动态物体的三维扫描系统及其扫描方法不仅能够降低甚至消除因单台投影装置投射盲区所带来的影响，还能在同一时间获取到动态物体在不同角度的多个图像，消除因动态物体在不同时间图像不对应的问题。最后，所述扫描动态物体的三维扫描系统及其扫描方法中不同投影装置的单色光彼此之间不产生干涉，解决了不同方向的透射光彼此干扰的问题，避免投影到动态物体上的光信息失真，从而导致重建得到的物体三维信息失真或图像质量不高，从而能进一步提高所述动态物体三维图像的质量，降低失真度。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。以下结合附图描述本专利技术的实施例，其中图I是本专利技术实施例提供的一种扫描动态物体的三维扫描系统的示意图。图2是本专利技术实施例提供的一种扫描动态物体的三维扫描系统的扫描方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫描动态物体的三维扫描系统，用于获取一动态物体的三维图像，其包括：一第一投影装置，用于向所述动态物体投射第一单色光；一与第一投影装置对应的第一感光装置，该第一感光装置能且只能采集从动态物体反射的第一单色光，形成第一图像；一第二投影装置，用于向所述动态物体投射第二单色光；一与第二投影装置对应的第二感光装置，该第二感光装置能且只能采集从动态物体反射的第二单色光，形成第二图像；以及一控制系统，所述控制系统控制所述第一投影装置与第二投影装置同时向所述动态物体投射第一单色光及第二单色光，并将第一图像及第二图像进行计算拟合，从而得到所述动态物体的三维图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正强，赵晓波，周桢人，吴军，俞惠智，
申请(专利权)人：杭州先临三维科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：