[发明专利]一种基于TOF相机的三维扫描系统及扫描方法

权利要求书

1.一种基于TOF相机的桌面三维扫描方法，其特征在于，步骤如下：

(1)TOF三维扫描系统搭建与标定；

(2)移动终端无线控制与传输；

(3)三维扫描并将数据上传云端拼接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，TOF三 维扫描系统搭建与标定方法为：

采用TOF相机作为三维扫描系统的三维成像装置；

采用电机控制的2个自由度的三维云台作为物体的载体，TOF相机相对于 三维云台的位置固定；

使用基于黑白棋盘格视觉标定方法完成对TOF相机内外参数的标定分别 标定三维云台两旋转轴与TOF相机坐标系的相对位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，移动终 端无线控制与传输的置入方法为：

设计电路联合控制TOF相机和三维云台，能够同时控制云台旋转和触发相 机拍摄；

在控制系统中加入无线传输模块，具体为使用蓝牙；

在移动终端编写相应的程序，实现与三维扫描仪的匹配，与数据传输；

将三维扫描仪的控制程序置入移动终端程序中，实现移动终端对三维扫描 仪的无线控制。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，三维扫 描的方法为：

将物体固定于三维云台上，使用标定后的系统对物体进行三维扫描，并记 录数据；

使用移动终端控制电机水平方向旋转，同时控制相机拍摄物体，每隔一定 的角度拍摄一次，记录物体的三维图像和旋转平台的状态信息；

通过无线传输模块，将扫描得到的数据传输到移动终端；

当水平旋转360度之后，控制三维云台垂直旋转，同时进行拍摄，直到旋 转360度，记录数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，数据上 传云端拼接的方法为：

在扫描的同时，移动终端将得到的扫描数据通过无线网络上传云端；

扫描完成后，在云端采用最近迭代算法(ICP)对一次完整扫描的数据进行 图像拼接；

将拼接完成得到的物体的完整三维数据图像通过互联网下传到移动终端， 或者置于用户的云端空间，在网页上进行三维展示。

6.一种基于TOF相机的桌面三维扫描系统，其特征在于，包括：

成像与标定单元，其配置为，用于TOF三维扫描系统的搭建与标定；

控制与传输单元，其配置为，用于移动终端无线控制与传输；

扫描与上传单元，其配置为，用于三维扫描并将数据上传云端拼接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述成像与标定单元包括：

采用TOF相机作为三维扫描系统的三维成像装置；

采用电机控制的2个自由度的三维云台作为物体的载体，TOF相机相对于 三维云台的位置固定；

使用基于黑白棋盘格视觉标定方法完成对TOF相机内外参数的标定分别 标定三维云台两旋转轴与TOF相机坐标系的相对位置。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述控制与传输单元包括：

设计电路联合控制TOF相机和三维云台，能够同时控制云台旋转和触发相 机拍摄；

在控制系统中加入无线传输，具体为使用蓝牙；

在移动终端编写相应的程序，实现与三维扫描仪的匹配，与数据传输；

将三维扫描仪的控制程序置入移动终端程序中，实现移动终端对三维扫描 仪的无线控制。