[发明专利]于定时约束下进行三维数据获取和处理的系统和方法

说明书

一种用于获取对象的三维(3‑D)模型的系统，包括第一相机组，所述第一相机组包括：具有重叠视场的第一多个深度相机；第一处理器；以及存储指令的第一存储器，所述指令在由所述第一处理器执行时使得所述第一处理器：控制所述第一深度相机以同时采集第一对象的第一部分的第一组图像；计算表示所述第一对象的第一部分的部分3‑D模型；以及基于表示所述第一对象的第一部分的部分3‑D模型来检测所述第一对象中的缺陷。

相关申请案的交叉引用

本申请基于2018年5月4日于美国专利商标局提交的美国临时专利申请第62/666,942号的优先权，其发明名称为“于定时约束下进行三维数据获取和处理的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR THREE-DIMENSIONAL DATA ACQUISITION AND PROCESSINGUNDER TIMING CONSTRAINTS)”，其全部公开内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明实施例的各方面涉及对象的三维(3-D)扫描，包括获取对象的3-D数据，该3-D数据包括对象的3-D形状和表面纹理。

背景技术

三维(3-D)扫描系统可用于采集(capture)关于对象的3-D数据。常规的相机一次采集对象的单个二维(2-D)图像。相反地，三维相机系统可以采集关于对象的3-D数据，该3-D数据包括关于对象的3-D形状的信息。3-D数据可以表示为例如”点云(point cloud)”(例如表示对象的表面上的位置的三维坐标的收集(collection))和3-D网格模型(meshmodel)(例如排列在3-D空间中的多边形(例如三角形)的收集，其中多边形代表对象的表面)。3-D相机系统(也称为深度相机系统)和/或3-D扫描系统的示例包括立体相机系统和飞行时间(time-of-flight，ToF)相机。参见例如Hartley，Richard和Andrew Zisserman等人发表的“计算机视觉中的多视图几何(Multiple View Geometry In Computer Vision)”，Cambridge University Press，2003；R.Szeliski发表的“计算机视觉：算法和应用(Computer Vision:Algorithms and Applications)”，Springer，2010，第467页及以下；和P.Zanuttigh等人发表的“飞行时间和结构化光深度相机(Time-of-Flight andStructured Light Depth Camera)”，Springer，2015。

由三维扫描系统采集的3-D数据比对象的2-D图像传送更多关于对象的信息。3-D数据有时可被称为深度图或3-D模型(包括点云和3-D网格模型)。例如，虽然2-D图像通常仅提供对象的单个静态视图，但是用户通常可以操纵3-D数据的视图(例如，通过旋转，重新定位和缩放3-D视图或通过改变虚拟相机的位置)，从而允许用户查看模型以更好地理解由3-D数据表示的对象的形状。类似地，用于自动分析被扫描对象的一些技术(诸如计算对象的大小和形状)，在对象的3-D模型上更容易执行，而不是在对象的单独2-D图像上执行。

发明内容

本发明的实施例的各方面涉及用于获取关于对象的三维(3-D)数据的系统和方法，诸如对象的物理形状和表面纹理(例如，颜色)的3-D扫描，其可用于生成对象的3-D模型。

本发明的实施例的方面还涉及用于协调多个相机系统以采集对象的多个视图并且组合由不同相机系统采集的数据以构建对象的3-D模型的系统和方法。

根据本发明的一个实施例，一种用于获取对象的三维(3-D)模型的系统包括第一相机组，所述第一相机组包括：具有重叠视场的第一多个深度相机；第一处理器；以及存储指令的第一存储器，所述指令在由所述第一处理器执行时使得所述第一处理器：控制所述第一深度相机同时采集第一对象的第一部分的第一组图像；计算表示所述第一对象的第一部分的部分3-D模型；以及基于表示所述第一对象的第一部分的所述部分3-D模型来检测所述第一对象中的缺陷。