一种扫描动态物体的三维扫描系统技术方案

本实用新型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。所述三维扫描系统包括第一投影装置、与第一投影装置对应的第一感光装置、第二投影装置、与第二投影装置对应的第二感光装置、以及控制系统，所述控制系统与所述第一投影装置、第二投影装置、第一感光装置、第二感光装置均电性连接。本实用新型专利技术的优点在于：能高质量、低失真度获取动态物体三维图像。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种三维扫描仪，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仪。
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:ComputerAided 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，以解决上述问题。本技术是这样实现的: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，其包括第一投影装置、与第一投影装置对应的第一感光装置、第二投影装置、与第二投影装置对应的第二感光装置、以及控制系统，所述控制系统与所述第一投影装置、第二投影装置、第一感光装置、第二感光装置均电性连接。作为上述方案的进一步改进，所述第一感光装置包括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的镜头前；所述第二感光装置包括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的镜头前。作为上述方案的进一步改进，第一投影装置包括第一白光投光光源及第一滤光片，该第一滤光片设置在所述第一白光投光光源的光线投射口前；第二投影装置包括第二白光投光光源及第二滤光片，该第二滤光片设置在所述第二白光投光光源的光线投射口N /.刖。作为上述方案的进一步改进，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，其包括多台三维扫描仪及一控制系统；每台三维扫描仪包括第一投影装置、与第一投影装置对应的第一感光装置、第二投影装置、以及与第二投影装置对应的第二感光装置，所述控制系统与每台三维扫描仪的第一投影装置、第二投影装置、第一感光装置、第二感光装置均电性连接。作为上述方案的进一步改进，在每台三维扫描仪中:所述第一感光装置包括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的镜头前；所述第二感光装置包括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的镜头前。作为上述方案的进一步改进，在每台三维扫描仪中:所述第一投影装置包括第一白光投光光源及第一滤光片，该第一滤光片设置在所述第一白光投光光源的光线投射口前；第二投影装置包括第二白光投光光源及第二滤光片，该第二滤光片设置在所述第二白光投光光源的光线投射口前。作为上述方案的进一步改进，在每台三维扫描仪中:以动态物体为顶点，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，其包括至少两台投影装置、与该至少两台投影装置对应的至少两台感光装置以及一控制系统；所述控制系统与所述至少两台投影装置以及至少两台感光装置均电性连接。作为上述方案的进一步改进，所述三维扫描系统包括三台投影装置，以动态物体为顶点，所述三台投影装置中相邻两台投影装置的投光方向呈120度夹角。与现有技术相比，本技术的扫描动态物体的三维扫描系统，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，所述三维扫描系统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，所述三维扫描系统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。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，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技术的实施例，其中:附图说明图1是本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流程图。图3是本技术另一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流程图。具体实施方式以下基于附图对本技术的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅作为实施例，并不用于限定本技术的保护范围。请参阅图1，本技术实施例提供一扫描动态物体的三维扫描系统100，用于获取一动态物体200的三维图像。所谓动态物体系指其三维图像或模型随着时间变化会有所变化的物体。譬如人脸，在不同时间点，由于表情不同而其三维图像也会有所不同。所述三维扫描系统100包括一第一投影装置10、一第一感光装置20、一第二投影装置30、一第二感光装置40及一控制系统50。所述第一投影装置10用于向所述动态物体200投射第一单色光。所述第一单色光为单色条纹光(又称单色结构光)，当该条纹光照射到动态物体，被反射的条纹光能够携带该动态物体200的三维轮廓信息。该第一单色光的光谱不限，只要是可见光即可，优选地，所述第一单色光为红、蓝、绿三种单色光中的一种。为使所述第一投影装置1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，其包括第一投影装置、与第一投影装置对应的第一感光装置、第二投影装置、与第二投影装置对应的第二感光装置、以及控制系统，所述控制系统与所述第一投影装置、第二投影装置、第一感光装置、第二感光装置均电性连接。

【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：实用新型
国别省市：