动态物体的三维扫描系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物体的三维扫描领域，更具体地，涉及一种动态物体的三维扫描系统。
【背景技术】
[0002]目前，物体的三维扫描建模主要方法有光栅扫描拍摄和多角度拍摄。其中，光栅扫描方法主要是采用激光发射器或投影机产生可变的光栅，光栅按照一定的规律完成对物体的扫描。光栅变化时，用1到2部成一定夹角的相机记录光栅投影到被扫描物体上所形成的曲线，扫描完成后再用专用的软件计算出扫描物体的一个三维面，为了完成整个物体三维扫描，需要旋转被扫描物体，让每个面都被扫描，再将扫描的多个面拼合成被扫描物体的三维模型；多角度拍摄主要是采用一台相机对被扫描物体进行多角度拍摄(如附图1)，然后将拍摄的照片使用专用的三维处理软件进行三维识别处理，计算出被扫描物体的点和面，生成三维模型。
[0003]在上述的两种扫描方法中，都采用了分时扫描、拍摄的技术。因为每次拍摄、扫描时不能做到360度全覆盖，这样就需要多次扫描、拍摄。扫描、拍摄一个面以后，旋转被扫描物件或移动照相机，再扫描、拍摄另一个面。为了便于拼合和计算每次扫描和拍摄都需要相邻的画面有部分的重合。因此要完成一个物体的扫描一般需要扫描、拍摄5次以上，才能用专用软件计算出一个比较精确的完整三维模型。这两种扫描方式需要被扫描物体在扫描的过程中必须完全静止，没有任何外部的形态改变或表面的运动。例如:用上述方法对人体进行三维扫描过程时，就需要人的四肢和形态(站姿、坐姿)保持静止，不能呼吸，同时也不能有面部表情和身体肌肉的张弛变化。最快的扫描过程大约需要5分钟左右，一般的人很难做到在扫描过程中保持静止，更不用说对于动物或运动物体的扫描了。
[0004]同时，对于使用光栅扫描的方法还要求扫描环境相对比较暗，当被扫描物体在室外明亮环境时扫描会变得困难，特别是被扫描物体是自发光物体时，几乎就没法扫描。由于光栅扫描所用的设备比较复杂，目前出现了改进的扫描方法，该方法采用一种红、绿、蓝单色光替代激光发生器或投影机产生的光栅。在相机镜头前加上相应的滤色镜，每部相机只拍摄一种颜色光照的画面。这种方式与光栅扫描相比只是减少的了设备，光栅扫描“怕光”的缺陷依然存在。虽然该方法采用了多相机拍摄，但是因为只能采用红、绿、蓝三种单色光，所以相机数最多是三部。三部相机很难一次将一个物体的所有表面都拍摄到，如果要为拼合留有重合的拍摄部分，三部相机就更不可能一次拍摄完成了。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种动态物体的三维扫描系统，能够解决现有技术中存在的对动态物体进行三维扫描时拍摄速度慢、三维扫描效果不好的问题。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007]本实用新型提供了一种动态物体的三维扫描系统，包括:N个采集模块和处理模块，其中，N个采集模块，分别与处理模块相连，用于同时拍摄被扫描物体的表面，将拍摄的画面传输给处理模块；其中，对采集模块的数量和布置的位置需满足:所有采集模块在同一时刻拍摄的画面加起来能够覆盖被扫描物体的所有表面且相邻的采集模块拍摄的画面至少有50 %的重合部分；处理模块，与N个采集模块相连，用于接收N个采集模块所拍摄的画面，对所有画面进行三维识别处理，生成三维模型。
[0008]优选地，每个采集模块为摄像模块。
[0009]优选地，每个采集模块为照相模块。
[0010]优选地，该系统还包括:帧同步信号发生模块和时间码发生模块，其中，帧同步信号发生模块，分别与N个摄像模块以及时间码发生模块相连，用于产生帧同步信号，来控制N个摄像模块同时拍摄被扫描物体的表面；时间码发生模块，分别与每台摄像模块以及帧同步信号发生模块相连，用于接收帧同步信号，基于帧同步信号，产生时间码，并将时间码输出到每个摄像模块。
[0011]优选地，该系统还包括:快门同步控制发射模块和N个快门同步控制接收模块，其中，快门同步控制发射模块，分别与N个快门同步控制接收模块相连，用于产生快门同步控制信号来控制快门同步控制接收模块；每个快门同步控制接收模块，分别与快门同步控制发射模块和每个照相模块相连，用于接收快门同步控制信号，并触发照相模块的快门，使N个照相模块同时拍摄被扫描物体的表面。
[0012]本实用新型的技术效果:
[0013]1.本实用新型采用多角度多机位同时拍摄的方式，不仅可以对静止的物体进行三维扫描也可以对运动物体进行三维扫描，拍摄过程瞬间完成，然后将拍摄的照片进行三维识别处理，生成三维模型，以三维的方式呈现，可以任意角度观察、分析该物体的三维模型，对摄像模块的位置没有特别的要求，不需要做事先校正就可以搭建三维扫描的拍摄环境，使得三维扫描变得简单，扩大了可扫描物体的种类，且不受环境限制，解决了现有技术中存在的对动态物体进行三维扫描时拍摄速度慢、三维扫描效果不好的问题；
[0014]2.本实用新型不仅可以实现单帧三维扫描，也可以实现连续三维扫描，对于一些不可重现的重要场景可以进行连续三维扫描，生成一组连续的三维模型；
[0015]3.本实用新型采用全彩照片进行处理，生成的模型也是带有真实纹理的彩色模型，扫描的模型也可以输出进行3D打印等，使之应用更加广泛。
【附图说明】
[0016]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0017]图1示出了现有技术中多角度单相机分时拍摄的结构示意图；
[0018]图2示出了根据本实用新型实施例一的动态物体的三维扫描系统的结构示意图；
[0019]图3示出了根据本实用新型实施例二的动态物体的三维扫描系统中采集模块为摄像模块的结构示意图；
[0020]图4示出了根据本实用新型实施例三的动态物体的三维扫描系统中采集模块为摄像模块的结构示意图；
[0021]图5示出了根据本实用新型实施例四的动态物体的三维扫描系统中采集模块为照相模块的结构示意图；
[0022]图6示出了根据本实用新型实施例五的动态物体的三维扫描方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
[0024]实施例一
[0025]图2示出了根据本实用新型实施例一的动态物体的三维扫描系统的结构示意图；如图2所示，该系统包括:N个采集模块10和处理模块20，其中，
[0026]N个米集模块10，分别与处理模块20相连，用于同时拍摄被扫描物体的表面，将拍摄的画面传输给处理模块；其中，对采集模块的数量和布置的位置需满足:所有采集模块在同一时刻拍摄的画面加起来能够覆盖被扫描物体的所有表面且相邻的采集模块拍摄的画面至少有50%的重合部分；
[0027]处理模块20，与N个采集模块10相连，用于接收N个采集模块10所拍摄的画面，对所有画面进行三维识别处理，生成三维模型。
[0028]本实用新型的实施例中采用多角度多机位同时拍摄的方式，不仅可以对静止的物体进行三维扫描也可以对运动物体进行三维扫描，拍摄过程瞬间完成，然后将拍摄的照片进行三维识别处理，生成三维模型，以三维的方式呈现，可以任意角度观察、分析该物体的三维模型，对摄像