[发明专利]一种3D纹理数据采集装置及方法

权利要求书

1.一种3D纹理数据采集装置，其特征在于，其包括：

用于放置被测物并带动被测物转动的旋转机构；

用于对被测物进行扫描并得到纹理数据的扫描机构，所述扫描机构与旋转机构之间具有一定距离，并可在与旋转机构的轴向方向相垂直或平行的方向上进行往复移动；

用于带动扫描机构在与旋转机构的轴向方向相平行的方向上进行往复移动的移动机构，所述扫描机构滑动设置于所述移动机构上；

用于对所述旋转机构、扫描机构和移动机构进行控制的控制器，所述控制器接收扫描机构发送的纹理数据，并对所述纹理数据进行处理以得到3D纹理数据；

所述控制器包括：数据处理模块，用于接收所述扫描机构发送的纹理数据，并对所述纹理数据进行处理以得到点云数据，以及根据所述点云数据生成纹理图片；

所述数据处理模块包括：

接收单元，用于接收所述扫描机构发送的纹理数据；

筛选单元，用于对接收到的纹理数据进行筛选以确定所述纹理数据中的干扰点，并采用线性插值法/抛物线插值获取各干扰点的第一插值点，并采用所述第一插值点替换所述干扰点；

拟合单元，用于对筛选后的纹理数据进行拟合，并根据拟合后的纹理数据生成点云数据；

生成单元，用于根据所述点云数据生成BMP格式图片，以得到被测物的3D纹理图像。

2.根据权利要求1所述3D纹理数据采集装置，其特征在于，所述旋转机构包括对称设置的第一支架和第二支架，所述第一支架与第二支架的相对侧分别设置有夹盘，所述第一支架/第二支架远离第二支架/第一支架的一侧设置有第一电机，两个所述夹盘之间悬挂有滚筒，所述滚筒与第一电机相连接并在第一电机带动下转动。

3.根据权利要求1所述3D纹理数据采集装置，其特征在于，所述扫描机构包括沿与旋转机构的轴向方向相垂直的方向设置的第一导轨，设置于所述第一导轨上的工作台，以及设置于第一导轨远离旋转机构端的第二电机，所述工作台与所述第二电机相连接，并在第二电机带动下沿第一导轨往复运动；所述工作台靠近旋转机构的一端设置有激光位移传感器，并通过所述激光位移传感器采集被测物的纹理数据。

4.根据权利要求1所述3D纹理数据采集装置，其特征在于，所述移动机构包括沿与旋转机构的轴向方向相平行的方向设置的第二导轨以及设置于第二导轨一端的第三电机，所述旋转机构设置于所述第二导轨上并与所述第三电机相连接，通过所述第三电机带动其沿第二导轨往复运动。

5.根据权利要求1所述3D纹理数据采集装置，其特征在于，所述控制器包括；

运动控制模块，用于控制所述扫描机构和移动机构的往复运动；以及控制所述旋转机构的旋转。

6.一种3D纹理数据采集方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一所述的3D纹理数据采集装置，所述方法包括：

将被测物附着于旋转机构上，扫描机构向靠近旋转机构的方向运动并达到预设位置后停止；

移动机构与旋转机构保持预设协同运动关系，并通过扫描机构获取被被测物的纹理数据；

控制器接收扫描机构获取的纹理数据，并对所述纹理数据进行处理以得到3D纹理数据；

所述控制器接收扫描机构获取的纹理数据，并对所述纹理数据进行处理以得到3D纹理数据具体包括：

控制器接收所述扫描结构获取的纹理数据，并对接收到的纹理数据进行筛选以确定所述纹理数据中的干扰点，并采用线性插值法/抛物线插值获取各干扰点的第一插值点，并采用所述第一插值点替换所述干扰点；

对筛选后的纹理数据进行拟合，并根据拟合后的纹理数据生成点云数据，以及根据所述点云数据生成BMP图片以得到被测物的3D纹理图像。

7.根据权利要求6所述3D纹理数据采集方法，其特征在于，所述移动机构与旋转机构保持预设协同运动关系，并通过扫描机构获取被测物的纹理数据具体包括：

当扫描机构到达预设位置时，控制旋转机构开始旋转并获取旋转机构的旋转角度；

当旋转机构的旋转角度达到预设角度时，控制所述移动机构移动预设距离；

在扫描机构以及移动机构运动过程中，通过扫描机构获取被测物的纹理数据。

8.根据权利要求6所述3D纹理数据采集方法，其特征在于，所述对筛选后的纹理数据进行拟合，并根据拟合后的纹理数据生成点云数据，以及根据所述点云数据生成BMP图片以得到被测物的3D纹理图像具体包括：

对筛选后的纹理数据采用差分拟合方法进行拟合，并将拟合后的纹理数据转换为点云数据；

获取所述点云数据中最高位置和最低位置，并将所在最高位置的像素灰度值设置为255，最低位置的像素灰度值设置为0；

采用线性插值法确定所有点云数据对应的像素灰度值以生成BMP图像。