[发明专利]一种三维色彩扫描系统和方法

权利要求书

1.一种三维色彩扫描系统，其特征在于，包括计算单元、图像采集组件、激光线数据采集组件、定位相机和机架，所述图像采集组件、激光线数据采集组件和定位相机均固定连接于所述机架，且与所述计算单元电性连接；

所述图像采集组件用于采集待扫描物体的表面图像信息，所述激光线数据采集组件用于采集待扫描物体的表面点云数据，所述定位相机用于标定所述图像采集组件和激光线数据采集组件的位置，所述定位相机具有第一采集方向，所述图像采集组件和激光线数据采集组件具有第二采集方向，所述第一采集方向和第二采集方向呈一设定夹角。

2.根据权利要求1所述三维色彩扫描系统，其特征在于，所述图像采集组件包括至少一个第一采集相机和至少一组LED灯，所述至少一个第一采集相机间隔分布且固定连接于所述机架，所述第一采集相机具有第二采集方向，所述至少一组LED灯间隔分布且固定连接于所述机架。

3.根据权利要求2所述三维色彩扫描系统，其特征在于，所述第一采集相机和所述LED灯同时工作，所述至少一组LED灯同时触发和/或循环触发。

4.根据权利要求1所述三维色彩扫描系统，其特征在于，所述激光线数据采集组件包括至少一个第二采集相机和至少一组激光发射器，所述至少一个第二采集相机间隔分布且固定连接于所述机架，所述第二采集相机具有第二采集方向，所述至少一组激光发射器间隔分布且固定连接于所述机架。

5.根据权利要求4所述三维色彩扫描系统，其特征在于，所述第二采集相机和所述激光发射器同时工作。

6.一种三维色彩扫描方法，应用于如权利要求1-5所述的三维色彩扫描系统，其特征在于，所述方法包括：

扫描预设的定位靶点，基于预设的定位靶点的定位坐标系，确定所述定位相机的定位位置；

根据所述定位相机的定位位置，确定所述第一采集相机和第二采集相机位于所述定位坐标系下的第一位置和第二位置；

获取待扫描物体表面图像信息和激光线信息；

基于预设的定位靶点的定位坐标系，根据所述第一位置，确定所述表面图像信息位于所述定位坐标系下的定位图像信息；根据所述第二位置，确定所述激光线信息位于所述定位坐标系下的定位激光线信息；

根据所述定位图像信息与定位激光线信息的对应关系，确定待扫描物体的三维色彩结构数据。

7.根据权利要求6所述三维色彩扫描方法，其特征在于，所述基于预设的定位靶点的定位坐标系，确定所述定位相机的定位位置，包括：

扫描预设的定位靶点，获取至少三个已知位置的定位点；

根据所述至少三个已知位置的定位点和所述定位相机所构成的三角形结构，采用预设的余弦定理，确定所述定位相机的位姿；

根据所述定位相机的位姿，采用预设的第一矩阵变化法，确定定位相机的定位位置。

8.根据权利要求6所述三维色彩扫描方法，其特征在于，根据所述定位相机的定位位置，确定所述第一采集相机和第二采集相机位于所述定位坐标系下的第一位置和第二位置，包括：

标记所述第一采集相机和第二采集相机中的一个相机为参考相机；

确定参考相机位于预设的标定板坐标系下的参考位置；

根据所述参考位置，采用预设的第二矩阵变换法，确定所述第一采集相机和第二采集相机中的其它相机相对所述参考相机的第一位置和第二位置。

9.根据权利要求8所述三维色彩扫描方法，其特征在于，所述基于预设的定位靶点的定位坐标系，根据所述第一位置，确定所述表面图像信息位于所述定位坐标系下的定位图像信息，包括：

基于预设的定位靶点的定位坐标系，根据所述第一位置，采用预设的第三矩阵变换法，确定第一位置在所述定位坐标系下的第一定位位置；

根据所述第一定位位置，确定所述表面图像信息位于所述定位坐标系下的定位图像信息。

10.根据权利要求6所述三维色彩扫描方法，其特征在于，所述根据所述定位图像信息与定位激光线信息的对应关系，确定待扫描物体的三维彩色结构数据，包括：

根据所述定位激光线信息所对应的坐标位置，遍历所述定位图像信息，确定与所述坐标位置一致的所述定位图像信息；

将具有相同坐标位置的定位激光线信息和定位图像信息进行融合，形成待扫描物体的三维彩色结构数据。