[发明专利]一种3D扫描组件、扫描系统及3D打印系统

说明书

本发明涉及一种3D扫描组件，该3D扫描组件包括发出投影光线至被测物体表面的投影光线发射模块，以及与所述投影光线发射模块对应设置、获取并根据所述被测物体表面的投影光线生成深度图的视觉定位模块。本发明也涉及一种3D扫描系统及一种3D打印系统。本发明提供的3D扫描组件，采用投影光线发射模块与视觉定位模块结合的方式，实现了物品横向信息的提取与构建，提高了扫描与打印的协同性，达到扫描与打印同步的效果。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，更具体地说，涉及一种3D扫描组件、扫描系统及3D打印系统。

背景技术

目前使用较为成熟的3D扫描和3D打印技术，可以实现对物品的3D复制过程，下面就将该过程分为3D扫描和3D打印两个背景技术阐述：

3D扫描：

传统的3D扫描过程分为获取深度图和建模两个部分。

获取深度图：

根据双目测距法的特性，要想得到物品360°的完整截面图，必须使被扫描物品旋转一周，摄像头全方位测距后，才能得到完整的截面，否则将会由于某一部分扫描数据的残缺而无法开始建立完整的3D模型。

建模：

3D模型的建立依托3D建模软件处理感光模块获取的深度信息，使用特定的算法计算并得到物品的数字化模型，由于建模过程的运算量大，算法复杂，因而对建模软件的技术难度要求很高，也导致建模过程对建模软件较强的依赖性。

3D打印：

传统3D打印机的工作原理，在于将物品完整的3D模型分割为一定精度的截面后，再转换为打印机可以识别的数据格式，进而控制不同坐标轴内的步进电机，实现材料的熔融与喷涂。3D打印的基本原理为截面打印，通过逐层增加材料，实现成形的完整物品。

综上，现有技术能够实现的3D复制过程采用的“线激光竖直扫描，逐层打印横截面”的工作方式，以及“整体扫描→整体打印”的工作流程，实现对物品的3D复制。

以上方案存在的技术问题：

使用目前3D扫描和3D打印技术实现的3D复制装置，有以下几点缺陷：

①3D扫描仪必须等待物品旋转一周后(或有些扫描仪绕物品一周)，才可得到一个截面的深度信息，若否，则无法得到360°的完整截面，导致物品整体所需的扫描过程增加、扫描效率低下。

②对3D建模软件的依赖性强，必须依靠计算机或者互联网的云计算技术中心完成运算到3D建模的全过程，而3D软件建模技术的封装程度大，操作难度较高，用户难以根据自身需求与意愿完成对原有模型库的个性化修改，操作性与可推广性差。

③3D打印机必须等待对物品全高度的扫描过程结束后才可开始打印截面，完成复制，与3D扫描过程完全分离，这样一种扫描→打印的过程为串行处理而非同步并行处理的复制方法，不仅导致协同性低下、同步体验差的局面，也抬高了工作的时间成本，使复制效率锐减。

④3D打印机不仅需要等待物品的扫描过程，还必须处理物品整体的3D模型，以致用户无法自由便捷地依据意愿实现对物品某一部分的取舍及拼接，不仅降低了3D打印的灵活性，也造成一定程度上运算资源的浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种3D扫描组件、扫描系统及3D打印系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种3D扫描组件、扫描系统及3D打印系统。

在本发明所述的3D扫描组件中，包括发出投影光线至被测物体表面的投影光线发射模块，以及与所述投影光线发射模块对应设置、获取并根据所述被测物体表面的投影光线生成深度图的视觉定位模块。