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一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)，包括：底座、工作臺、轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動機構(gòu)、支撐架、光發(fā)射模塊、圖像拍攝模塊和控制處理模塊；工作臺通過轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動的安裝在底座上并用于承載掃描件，驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；支撐架安裝在底座上，光發(fā)射模塊和圖像拍攝模塊均安裝在支撐架上；光發(fā)射模塊用于向掃描件投射光線，圖像拍攝模塊用于對掃描件拍攝圖像；控制處理模塊用于將圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行運算建立數(shù)據(jù)模型，其分別連接驅(qū)動機構(gòu)、光發(fā)射模塊和圖像拍攝模塊并控制其工作。本發(fā)明提出的一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)，可實現(xiàn)掃描件自動旋轉(zhuǎn)以切換拍攝角度，降低了勞動強度，并提高了掃描精度。
【專利說明】一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維掃描【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]早先我國的三維測量設(shè)備大多為三坐標(biāo)測量機，這種設(shè)備的特點是單點坐標(biāo)提取，測量直線距離尚可，對于曲面和一些容易變形的軟膠類樣件，就不能很快捷、簡便的解決問題了。由于生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，大量如此類的測量需求，促使了非接觸式的三維掃描儀的問世。非接觸式三維掃描儀是通過光反射原理來取得樣件表面影像，再通過軟件的解析工作來分析出每個反射點相對于坐標(biāo)O點的位置信息，形成一組真實的點群，也稱之為點云。三維點云真實的反映了物件表面的三維外形，最高精確度可達(dá)到0.02MM。
[0003]非接觸式掃描儀解決了曲面測量，尤其是非規(guī)則曲面的測量問題。例如，人們可以掃描人臉的三維數(shù)據(jù)，提取三維曲線，制作一個與臉型吻合的面罩，由此來實現(xiàn)個性化定制；可以利用三維掃描儀對文物的外形掃描，做成真實度很高的虛擬博物館；可以利用三維掃描儀技術(shù)改善傳統(tǒng)手工模具開模方式，配合三維數(shù)字化技術(shù)，提高模具的生產(chǎn)效率；可以利用三維掃描儀技術(shù)檢測產(chǎn)品曲面外形是否符合標(biāo)準(zhǔn)；可以利用三維掃描儀，逆向各類產(chǎn)品的三維圖紙。諸如此類，只要在數(shù)字化時代中，想以不規(guī)則曲面、不規(guī)則曲線為依據(jù)做研究，做生產(chǎn)，做開發(fā)都離不開三維掃描儀設(shè)備的幫忙。三維掃描儀設(shè)備已經(jīng)潛移默化的成為了三維工業(yè)時代的必要設(shè)備。
[0004]現(xiàn)今，三維掃描儀實現(xiàn)拍攝角度的轉(zhuǎn)換是通過移動支撐架來實現(xiàn)的，不僅勞動強度大，移動速度慢，而且相對坐標(biāo)變化大，難以掌控，不利于拍攝圖像的均衡性，增加了拼接難度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)，可實現(xiàn)掃描件自動旋轉(zhuǎn)以切換拍攝角度，降低了勞動強度，并提高了掃描精度。
[0006]本發(fā)明提出的一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)，包括:底座、工作臺、轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動機構(gòu)、支撐架、光發(fā)射模塊、圖像拍攝模塊和控制處理模塊；
[0007]工作臺通過轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動的安裝在底座上并用于承載掃描件，驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；
[0008]支撐架安裝在底座上，光發(fā)射模塊和圖像拍攝模塊均安裝在支撐架上；光發(fā)射模塊用于向掃描件投射光線，圖像拍攝模塊用于對掃描件拍攝圖像；
[0009]控制處理模塊用于將圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行運算建立數(shù)據(jù)模型，其分別連接驅(qū)動機構(gòu)、光發(fā)射模塊和圖像拍攝模塊并控制其工作。
[0010]優(yōu)選地，控制處理模塊工作方式為:控制處理模塊中根據(jù)掃描件結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)多種工作臺位置狀態(tài)，并通過控制驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動以切換工作臺位置狀態(tài)，控制處理模塊控制圖像拍攝模塊對每一個工作臺位置狀態(tài)下的掃描件拍攝圖像，并接收圖像信息，控制處理模塊根據(jù)圖像信息進(jìn)行處理建立模型。
[0011]優(yōu)選地，圖像拍攝模塊為白光發(fā)射器。
[0012]優(yōu)選地，圖像拍攝模塊為白光光柵發(fā)射器。
[0013]優(yōu)選地，圖像拍攝模塊為機器視覺相機。
[0014]本發(fā)明提供的具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)利用承載掃描件的工作臺轉(zhuǎn)動來切換拍攝角度，由于圖像拍攝模塊固定安裝且與工作臺轉(zhuǎn)動軸相對位置固定，更加容易對數(shù)據(jù)點云進(jìn)行坐標(biāo)定位，有利于減小誤差，正確并快速的進(jìn)行模型重建。
[0015]本發(fā)明中通過控制工作臺轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)多種拍攝角度的切換，可為模型重建提供充足的圖像參考依據(jù)，有利于保證圖像拼接的完整性，最大程度保證三維模型重建與掃描件的吻合，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)模型建立的便捷性和真實性。
[0016]本發(fā)明中，控制處理模塊中預(yù)設(shè)的多種工作臺位置狀態(tài)可根據(jù)掃描件進(jìn)行修改，既針對任意掃描件設(shè)定最佳拍攝角度，既擴大了該三維掃描儀的使用范圍，又提高了掃描針對性，有利于提聞|吳型重建的準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明提出的一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明提出的一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)控制示意圖。

【具體實施方式】
[0019]參照圖1、圖2，本發(fā)明提出的一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)，包括:底座1、工作臺2、轉(zhuǎn)軸3、驅(qū)動機構(gòu)、支撐架4、光發(fā)射模塊5、圖像拍攝模塊6和控制處理模塊。
[0020]工作臺2通過轉(zhuǎn)軸3可轉(zhuǎn)動的安裝在底座I上并用于承載掃描件100，驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動。
[0021]支撐架4安裝在底座I上，光發(fā)射模塊5和圖像拍攝模塊6均安裝在支撐架4上。光發(fā)射模塊5用于向掃描件100投射光線，圖像拍攝模塊6用于對掃描件100拍攝圖像。
[0022]本實施方式中，光發(fā)射模塊5采用白光發(fā)射器，以便發(fā)射白光避免對人體造成傷害，具體可優(yōu)選為白光光柵發(fā)射器，以便發(fā)射結(jié)構(gòu)光，增加圖像拍攝的深度效果。圖像拍攝模塊6為機器視覺相機，以利于圖像信息的傳輸。
[0023]控制處理模塊用于將圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行運算建立數(shù)據(jù)模型，其分別連接驅(qū)動機構(gòu)、光發(fā)射模塊5和圖像拍攝模塊6并控制其工作。
[0024]該三維掃描系統(tǒng)具體工作方式為:控制處理模塊中根據(jù)掃描件100結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)多種工作臺2位置狀態(tài)，并通過控制驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動以切換工作臺2位置狀態(tài)，控制處理模塊控制圖像拍攝模塊6對每一個工作臺2位置狀態(tài)下的掃描件100拍攝圖像，并接收圖像信息，控制處理模塊根據(jù)圖像信息進(jìn)行處理建立模型。
[0025]控制處理模塊中預(yù)設(shè)的多種工作臺2位置狀態(tài)可根據(jù)掃描件100的不同進(jìn)行修改，既針對任意掃描件100設(shè)定最佳拍攝角度，既擴大了該三維掃描儀的使用范圍，又提高了掃描針對性，有利于提高模型重建的準(zhǔn)確。
[0026]該三維掃描系統(tǒng)利用承載掃描件100的工作臺2轉(zhuǎn)動來切換拍攝角度，由于圖像拍攝模塊6固定安裝且與工作臺2轉(zhuǎn)動軸相對位置固定，更加容易對數(shù)據(jù)點云進(jìn)行坐標(biāo)定位，有利于減小誤差，正確并快速的進(jìn)行模型重建。
[0027]通過控制工作臺2轉(zhuǎn)動可實現(xiàn)多種拍攝角度，為模型重建提供了充足的圖像參考依據(jù)，有利于保證圖像拼接的完整性，最大程度保證三維模型重建與掃描件100的吻合，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)模型建立的便捷性和真實性。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，包括:底座(1)、工作臺(2)、轉(zhuǎn)軸(3)、驅(qū)動機構(gòu)、支撐架(4)、光發(fā)射模塊(5)、圖像拍攝模塊(6)和控制處理模塊； 工作臺(2)通過轉(zhuǎn)軸(3)可轉(zhuǎn)動的安裝在底座(1)上并用于承載掃描件(100)，驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(3)轉(zhuǎn)動； 支撐架(4)安裝在底座(1)上，光發(fā)射模塊(5)和圖像拍攝模塊(6)均安裝在支撐架(4)上；光發(fā)射模塊(5)用于向掃描件(100)投射光線，圖像拍攝模塊(6)用于對掃描件(100)拍攝圖像； 控制處理模塊用于將圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行運算建立數(shù)據(jù)模型，其分別連接驅(qū)動機構(gòu)、光發(fā)射模塊(5)和圖像拍攝模塊(6)并控制其工作。
2.如權(quán)利要求1所述的具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，控制處理模塊工作方式為:控制處理模塊中根據(jù)掃描件(100)結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)多種工作臺(2)位置狀態(tài)，并通過控制驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(3)轉(zhuǎn)動以切換工作臺(2)位置狀態(tài)，控制處理模塊控制圖像拍攝模塊(6)對每一個工作臺(2)位置狀態(tài)下的掃描件(100)拍攝圖像，并接收圖像信息，控制處理模塊根據(jù)圖像信息進(jìn)行處理建立模型。
3.如權(quán)利要求1所述的具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，圖像拍攝模塊(6)為白光發(fā)射器。
4.如權(quán)利要求3所述的具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，圖像拍攝模塊(6)為白光光柵發(fā)射器。
5.如權(quán)利要求1所述的具有旋轉(zhuǎn)工作臺的三維掃描系統(tǒng)，其特征在于，圖像拍攝模塊為機器視覺相機。
【文檔編號】G01B11/24GK104251669SQ201410431672
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】呂月林 申請人:合肥斯科爾智能科技有限公司