[发明专利]一种三维扫描仪、三维扫描系统及方法

说明书

本公开涉及一种三维扫描仪、三维扫描系统及方法，属于工业检测技术领域，本公开提供的三维扫描仪，由于图案投影器的工作景深可调节，并且图像采集传感器的工作景深与图案投影器的工作景深适配，在扫描不同尺寸的待测物体时，可以调节图案投影器到相应的工作景深，而不需要使用其它扫描仪，从而提高了扫描速度。此外，由于本公开中的三维扫描仪可以对不同尺寸的待测物体进行扫描，从而实现了一机多用，无需额外购买其它扫描仪，有效地降低了成本。

技术领域

本公开涉及工业检测技术领域，具体涉及一种三维扫描仪、三维扫描系统及方法。

背景技术

三维扫描技术普遍应用于工业检测领域，然而现有的光学三维扫描系统由于受技术限制往往只能用于工业检测中的一个领域。例如，在常规扫描领域，在扫描大型工件时，由于现有的光学三维扫描系统单次扫描区域小，从而导致扫描效率低；并且由于需要对多次扫描产生的大量数据进行拼接，从而导致累积误差大，扫描的速度和精度都不能满足检测需求。在精密工件扫描领域，由于现有的光学三维扫描系统扫描灵敏度低，从而在扫描工件时导致细节失真甚至缺失，同样不能满足检测需求。

发明人发现，在检测不同尺寸的工件时，现有技术通常会选择不同的三维扫描技术，因此很多用户不得不使用不同类型的扫描系统以满足对不同尺寸工件的检测需求。由于扫描系统成本较高，并且在检测不同尺寸工件时需要切换不同的扫描系统，从而导致检测效率较低，同时也增加了检测工序的复杂度。

发明内容

本公开提供了一种三维扫描仪、三维扫描系统及方法，以解决上述背景技术中存在的至少一个问题。

为了实现上述目的，第一方面，本公开实施例提供了一种三维扫描仪，包括图案投影器和图案采集传感器，图案投影器用于将特定的光学图形投影到待测物体表面，图案采集传感器用于采集待测物体表面的图像，图案投影器的工作景深可调，图案采集传感器的工作景深与图案投影器的工作景深适配。

在一些实施例中，图案投影器包括至少两个投影器，至少两个投影器中包括工作景深不同的投影器，通过控制切换选择至少两个投影器中的一个投影器工作，以调节图案投影器的工作景深，和/或

图案投影器包括投影器，投影器包括可调节镜头，通过控制调节镜头的焦距和光圈中的至少一种，以调节图案投影器的工作景深。

在一些实施例中，图案投影器包括至少两个投影光源，至少两个投影光源投射的光线的波段全部相同，或者部分相同，或者全部不同。

在一些实施例中，图像采集传感器包括：

传感芯片，传感芯片的尺寸是根据图像采集传感器在多种工作景深下所使用的镜头的焦距、光圈值、工作距离，以及工作景深确定的，图像采集传感器的工作景深不小于图案投影器的最大工作景深；

图像采集传感器包括可调节镜头，通过调节镜头的焦距和光圈中的至少一种，以调节图像采集传感器的工作景深。

在一些实施例中，三维扫描仪还包括：

带通滤波器，用于对图案投影器投射的光线和/或图像采集传感器采集的光线进行滤波；和/或

补光光源，用于在图像采集传感器采集待测物体表面的图像时，对待测物体表面进行补光；和/或

电源模块，包括一种便携式移动电源，用于为三维扫描仪供电。

第二方面，本公开提供了一种三维扫描系统，包括三维扫描仪和上位机，三维扫描仪和上位机传输连接，三维扫描仪为本公开第一方面中的三维扫描仪，三维扫描仪包括图案投影器和图像采集传感器，图案投影器和图像采集传感器分别与上位机传输连接；

图案投影器根据上位机发送的第一控制信号调节工作景深；