[发明专利]一种球形结构的自动三维扫描仪

说明书

本发明涉及三维扫描仪技术领域，具体涉及一种球形结构的自动三维扫描仪，所述自动三维扫描仪包括底座、补光灯装置、摄像头、扫描仓、检测器、检测物放置装置以及电脑，所述电脑通过所述扫描仓中摄像头收集数据，所述电脑再通过局域网将收集的数据传送至工作站，所述工作站经过处理得到三维模型数据。本发明解决了现有技术中三维扫描仪存在摄像头可以分布不均匀、光线变化不可控且结构受力点不均衡的问题，提供了一种采集摄像头分布均匀、光线变化可控、结构受力点均衡、稳定性更强的三维扫描仪。

技术领域

本发明涉及三维扫描仪技术领域，具体涉及一种球形结构的自动三维扫描仪。

背景技术

三维扫描仪（3D scanner）是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。

三维扫描仪大体分为接触式三维扫描仪和非接触式三维扫描仪 。其中非接触式三维扫描仪又分为光栅三维扫描仪(也称拍照式三维描仪)和激光扫描仪。而光栅三维扫描又有白光扫描或蓝光扫描等，激光扫描仪又有点激光、线激光、面激光的区别。手持式三维扫描仪原理:线激光手持三维扫描仪，自带校准功能，采用635nm的红色线激光闪光灯，配有一部闪光灯和两个工业相机，工作时将激光线照射到物体上，两个相机来捕捉这一瞬间的三维扫描数据，由于物体表面的曲率不同，光线照射在物体上会发生反射和折射，然后这些信息会通过第三方软件转换为3D图像。在扫描仪移动的过程中，光线会不断变化，而软件会及时识别这些变化并加以处理。光线投射到扫描对象上的频率高达28,000points/s，所以在扫描过程中移动扫描仪，哪怕扫描时动作很快，也同样可以获得很好的扫描效果，手持式三维扫描仪工作时使用反光型角点标志贴，与扫描软件配合使用，支持摄影测量和自校准技术。拍照式三维扫描仪扫描原理类似于照相机拍摄照片而得名,是为满足工业设计行业应用需求而研发的产品,，它集高速扫描与高精度优势，可按需求自由调整测量范围，从小型零件扫描到车身整体测量均能完美胜任，具备极高的性能价格比。目前已广泛应用于工业设计行业中，真正为客户实现 一机在手，设计无忧!拍照式结构光三维扫描仪是一种高速高精度的三维扫描测量设备，采用的是目前国际上最先进的结构光非接触照相测量原理。结构光三维扫描仪的基本原理是:采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。采用这种测量原理，使得对物体进行照相测量成为可能，所谓照相测量，就是类似于照相机对视野内的物体进行照相，不同的是照相机摄取的是物体的二维图象，而研制的测量仪获得的是物体的三维信息。与传统的三维扫描仪不同的是，该扫描仪能同时测量一个面。测量时光栅投影装置投影数幅特定编码的结构光到待测物体上，成一定夹角的两个摄像头同步采得相应图象，然后对图象进行解码和相位计算，并利用匹配技术、三角形测量原理,解算出两个摄像机公共视区内像素点的三维坐标。拍照式三维扫描仪可随意搬至工件位置做现场测量，并可调节成任意角度作全方位测量，对大型工件可分块测量，测量数据可实时自动拼合，非常适合各种大小和形状物体(如汽车、摩托车外壳及内饰、家电、雕塑等)的测量。

三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮(高反照率)、镜面或半透明的表面，而激光技术不适用于脆弱或易变质的表面。在现有技术中，三维扫描仪存在摄像头可以分布不均匀、光线变化不可控且结构受力点不均衡的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种球形结构的自动三维扫描仪，解决了现有技术中三维扫描仪存在摄像头可以分布不均匀、光线变化不可控且结构受力点不均衡的问题，提供了一种采集摄像头分布均匀、光线变化可控、结构受力点均衡、稳定性更强的三维扫描仪。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：