[发明专利]一种基于移动终端的3D扫描系统

说明书

本发明涉及3D扫描技术领域，尤其涉及一种基于移动终端的3D扫描系统，包括扫描仪和移动终端，所述扫描仪包括用于发射激光的激光器，以及用于承载扫描物体并旋转的转台；所述移动终端包括用于采集扫描物体图像的摄像头，以及用于控制激光器及转台启闭，对摄像头采集的扫描物体图像处理并生成3D点云的处理单元。与现有技术相比，本发明利用手机的摄像头及处理单元分别作为图像获取即图像处理的平台，实现3D扫描功能，极大地降低了3D扫描的成本，提高了便携性。

技术领域

本发明涉及3D扫描技术领域，尤其涉及一种基于移动终端的3D扫描系统。

背景技术

目前，市面上的扫描系统都是基于专业扫描仪来进行扫描，专业扫描仪由于对扫描精度有一定的要求，因此一般选用较高端的工业定焦镜头和高成本的激光器，而且专业扫描仪需要CPU性能强大的PC配合来计算，因此成本相对来说较高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供基于移动终端的3D扫描系统，以解决现有的现有扫描系统成本高的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种基于移动终端的3D扫描系统，所述系统包括扫描仪和移动终端，所述扫描仪包括用于发射激光的激光器，以及用于承载扫描物体并旋转的转台；

所述移动终端包括用于采集扫描物体图像的摄像头，以及用于控制激光器及转台启闭，对摄像头采集的扫描物体图像处理并生成3D点云的处理单元。

进一步地，所述处理单元包括：

扫描启闭模块，用于启闭激光器及转台；

标定模块，用于标定摄像头的内部参数、转台坐标系与摄像头坐标系的位置关系，以及激光平面在摄像头坐标系下的平面方程；

闭环检测模块，用于通过扫描启闭模块开启激光，若完成一圈扫描，记录光条图像的帧数n；

模型扫描模块，用于提取所述光条图像的2D图像坐标，并根据所述标定模块将所述2D图像坐标转换成转台坐标系下的3D图像坐标，并生成3D点云。

进一步地，所述标定模块包括：

摄像头内参标定模块，用于获取并标定摄像头的内部参数，包括焦距、中心坐标及畸变参数；

转台标定模块，用于获取并标定转台坐标系和摄像头坐标系的外部参数，包括旋转参数及平移参数；

激光平面标定模块，用于获取并标定激光平面在摄像头坐标系下的平面参数，包括激光平面的法向量和摄像头坐标系原点到激光平面的距离。

进一步地，所述闭环检测模块包括：

光条图像获取模块，用于记录激光的光条图像，并提取所述光条图像的第一帧图像，经过预设时间或预设帧数后，计算当前帧图像的匹配系数，并判断当前帧图像的匹配系数是否大于匹配系数阈值，是则将所述当前帧图像的匹配系数加入匹配集中；

图像匹配模块，用于在所述匹配集中筛选最大匹配系数，若所述最大匹配系数连续N次处于极大值时匹配成功，完成一圈扫描，并记录光条图像的帧数n。

进一步地，所述模型扫描模块包括：

去畸变模块，用于提取所述光条图像的2D图像坐标，对所述2D图像坐标进行归一化及去畸变处理；

交点求解模块，用于求解摄像头射线与激光平面的交点；

坐标转换模块，用于利用所述旋转参数及平移参数将所述交点进行旋转和平移变化，转化为转台坐标系下的3D图像坐标，生成3D点云。

进一步地，所述处理单元还包括：