立体扫描装置制造方法
【专利摘要】一种立体扫描装置，其包括光源模块、屏幕、旋转平台、图像撷取单元以及处理单元。光源模块用于发出光束。屏幕设置在光束的传递路径上并具有面向光源模块的投影面。旋转平台用于承载立体物体，并设置在光源模块与屏幕之间。旋转平台用于沿着旋转轴旋转立体物体至多个方位，以在投影面上形成立体物体分别对应于所述方位的多个物体阴影。图像撷取单元用于自投影面撷取物体阴影，以获得多个物体轮廓图像。处理单元耦接图像撷取单元，并用于读取并处理物体轮廓图像，以根据物体轮廓图像建立关联于立体物体的数字立体模型。
【专利说明】立体扫描装置
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种扫描装置，且特别是有关于一种立体扫描装置。
【背景技术】
[0002]由于电脑技术的日新月异，多媒体的发展，电脑已慢慢地成为现代人日常生活中不可或缺的必需品，而图像处理的进展一日千里，带动许多电脑周边图像处理器的进步，立体扫描装置即是一例。
[0003]一般而言，立体扫描装置是一种用来检测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观数据(如颜色、表面反照率等性质)的仪器，其搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，以在虚拟世界中建立实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材、立体列印等都可见其应用。
[0004]现有技术的立体扫描装置通常是使用至少两个摄影机对待重建的物体拍摄多个彩色图像，再将这些彩色图像经过图像处理软体计算而建造出数字立体模型。此方法在概念上，类似人类通过双眼感知的图像相迭推算图像深度，若已知摄影机的彼此间距与焦距长度，而撷取的图片又能成功迭合，则深度信息可迅速推得。此法须仰赖有效的图片像素匹配分析(correspondence analysis),一般使用区块比对(block matching)或对极几何(epipolar geometry)演算法达成,其中，使用两个摄影机的立体视觉法又称做双眼视觉法(binocular),另有三眼视觉(trinocular)与其他使用更多摄影机的延伸方法。然而,此种立体扫描装置在建立数字立体模型的图像处理及计算上十分复杂，因而导致成本无法有效降低。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种立体扫描装置，其元件配置简单，建立数字立体模型的效率较高且成本较低。
[0006]本发明提供一种立体扫描装置，其适用于建立关联于立体物体的数字立体模型。立体扫描装置包括光源模块、屏幕、旋转平台、图像撷取单元以及处理单元。光源模块用于发出光束。屏幕设置在光束的传递路径上并具有面向光源模块的投影面。旋转平台用于承载立体物体，并设置在光源模块与屏幕之间。旋转平台用于沿着旋转轴旋转立体物体至多个方位，以在屏幕的投影面上形成立体物体分别对应于所述方位的多个物体阴影。图像撷取单元用于自屏幕的投影面撷取物体阴影，以获得多个物体轮廓图像。处理单元耦接图像撷取单元，并用于读取并处理物体轮廓图像，以根据物体轮廓图像建立关联在立体物体的数字立体模型。
[0007]本发明提供一种立体扫描装置，其适用于建立关联在立体物体的数字立体模型。立体扫描装置包括光源模块、旋转平台、至少一图像撷取单元以及处理单元。光源模块经配置以发出多个光束而形成平面光幕。旋转平台用于承载立体物体，使立体物体位于平面光幕的传递路径上。旋转平台经配置以沿着旋转轴旋转立体物体至多个方位，使平面光幕在立体物体的表面上形成分别对应于所述方位的多个光轮廓。图像撷取单元经配置以撷取光轮廓，以获得多个光轮廓图像。处理单元耦接图像撷取单元，经配置以读取并处理光轮廓图像，以根据光轮廓图像建立关联于立体物体的数字立体模型。
[0008]基于上述，本发明将立体物体设置在立体扫描装置的旋转平台上，并在旋转立体物体的同时，通过光源照射以将立体物体的阴影投射在后方屏幕上，或是利用准直光源照射以直接在立体物体的表面上形成光轮廓的方式得到立体物体的各角度的轮廓，并以图像撷取单元分别撷取所述各角度的轮廓图像，再通过处理单元根据这些轮廓图像建立关联于立体物体的数字立体模型。因此，由于处理单元仅需处理立体物体的轮廓信息，因而可大幅减轻处理单元进行图像处理及计算上的负担，进而增加立体扫描装置建立数字立体模型的效率，并且，本发明的立体扫描装置元件配置简单，还可降低生产成本。
[0009]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是依照本发明的一实施例的一种立体扫描装置的部份方块示意图；
[0011]图2是依照本发明的一实施例的一种立体扫描装置的示意图；
[0012]图3是依照本发明的另一实施例的一种立体扫描装置的部份构件示意图；
[0013]图4是依照本发明的另一实施例的一种立体扫描装置的示意图；
[0014]图5是依照本发明的另一实施例的一种立体扫描装置的部份构件示意图；
[0015]图6是依照本发明的另一实施例的一种立体扫描装置的示意图。
[0016]附图标记说明:
[0017]10:立体物体；12:凹陷部；
[0018]20:物体阴影；100、200、300:立体扫描装置；
[0019]110、210:光源模块；112:光束；
[0020]120,220:屏幕；122:投影面；
[0021]130、230、320:旋转平台；140、240、340:图像撷取单元；
[0022]150、250:处理单元；160、260:辅助图像撷取单元；
[0023]212:平面光幕；214:光轮廓；
[0024]Al:旋转轴。
【具体实施方式】
[0025]有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的各实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。并且，在下列各实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号。
[0026]图1是依照本发明的一实施例的一种立体扫描装置的部份方块示意图。图2是依照本发明的一实施例的一种立体扫描装置的示意图。请同时参照图1以及图2，在本实施例中，立体扫描装置100可针对立体物体10进行三维建模(three dimens1nal modelconstruct1n, 3D model construct1n),以建立关联在立体物体10的数字立体模型。立体扫描装置100可例如耦接立体列印装置，使立体列印装置读取此数字立体模型，并根据此数字立体模型列印出此立体物体10的例如复制品。本实施例的立体扫描装置100包括光源模块110、屏幕120、旋转平台130、图像撷取单元140以及处理单元150。光源模块110经配置以发出均匀的光束112。在本实施例中，光源模块110是采用发光二极体光源(light-emitting d1de light source, LED light source)。屏幕 120 如图 2 所不具有面向光源模块110的投影面122，并设置在光束112的传递路径上。在此，屏幕120用于使立体物体10的阴影成像，以在屏幕120的投影面122上形成物体阴影20，而此物体阴影20的尺寸与立体物体10的尺寸具有固定比例。在本实施例中，上述的固定比例可实质上大于I。也就是说，物体阴影20的尺寸可成比例地大于立体物体10的尺寸。立体扫描装置100可例如通过调整光源模块110至立体物体10的距离以及立体物体10至屏幕120的距离，来控制物体阴影20与立体物体10之间的尺寸比例关系，以在屏幕120上形成尺寸比立体物体10大且与立体物体10有比例性的物体阴影20，因而可得到更精密的物体轮廓图像。
[0027]如上所述，旋转平台130用于承载立体物体10，并设置在光源模块110与屏幕120之间，使立体物体10位于光束112的传递路径上而阻挡光束112的传递。光源模块110所发射出的光束112具有稳定亮度，因此，光源模块110所发出的光束112照射在立体物体10后，可在后方的屏幕120上产生对比清晰的物体阴影20。在此需说明的是，立体扫描装置100中的光源模块110、屏幕120以及旋转平台130是呈直线排列，然而本发明并不限于此。在其它实施例中，上述元件的排列方式亦可以是非直线关系。举例而言，其可以是经过反射或是具有倾斜夹角等方式进行排列。此外，立体扫描装置100中的光源模块110、屏幕120以及旋转平台130之间的距离可以根据例如是立体物体10的尺寸、图像撷取单元140的镜头光圈的大小、以及图像解析度的需求而有所改变，以建立更精确的数字立体模型。
[0028]如上所述，旋转平台130适于沿着旋转轴Al旋转立体物体10至多个方位，使立体物体10经由光束112的照射而在屏幕120上形成分别对应于所述方位的多个物体阴影20。在旋转平台130旋转立体物体10的同时，图像撷取单元140经配置以自屏幕120的投影面122上撷取所述的多个物体阴影20。在此将图像撷取装置140所撷取的物体阴影20所产生的图像定义为“物体轮廓图像”。在本实施例中，图像撷取装置140可采用电荷耦合元件(charge coupled device,简称:CO))镜头的照相机，以撷取所述的物体阴影20而获得多个物体轮廓图像。当然，本发明不局限于此。
[0029]如上所述，处理单元150耦接图像撷取单元140并用于读取并处理所述的物体轮廓图像，以根据这些物体轮廓图像建立关联于立体物体10的数字立体模型。在本实施例中，图像撷取单元140可例如为黑白图像撷取单元，亦即，其获得的物体轮廓图像为黑白图像，以减轻处理单元150进行图像处理及计算上的负担(loading)。而处理单元150还可根据各物体轮廓图像的最大灰阶差(grey level difference)获得对应的物体轮廓线，以根据这些物体轮廓线来建立数字立体模型。
[0030]在本实施例中，处理单元150可包括存储器以及处理器。存储器用于储存图像撷取单元140所撷取的物体轮廓图像，而处理器则用于处理存储器中所储存的物体轮廓图像，以建立关联于立体物体10的数字立体模型。此外，在本发明的其他实施例中，亦可将图像撷取单元140与处理单元150整合至同一装置，例如为具有照相或摄影功能的个人电脑、笔记本电脑、智能手机以及平板电脑等，本发明并不以此为限。此外，图像撷取单元140亦可利用有线传输或是无线传输的方式，将所撷取的物体轮廓图像传输至处理单元150。
[0031]详细来说，处理单元150还可耦接旋转平台130，以控制旋转平台130沿着旋转轴Al旋转立体物体10至多个方位。进一步而言，处理单元150可控制旋转平台130沿着旋转轴Al依次旋转多个预设角度，以将立体物体10依次旋转至上述的多个方位。此外，在本实施例中，旋转平台130可例如具有编码器，用于记录旋转平台130旋转的方位，并供处理单元150读取。如此，旋转平台130每将立体物体10旋转预设角度后，图像撷取单元140即自屏幕120上撷取其物体阴影20的物体轮廓图像。如此重复上述步骤至获得立体物体10各角度的物体轮廓图像后，再利用处理单元150将这些物体轮廓图像转换成平面座标上的物体轮廓线并将其分别对应所述多个方位的座标，以据此建造出关联于立体物体10的数字立体模型。
[0032]在本实施例中，处理单元150控制旋转平台130沿着旋转轴Al旋转的多个预设角度的总和为180度。也就是说，旋转平台130每次将立体物体10旋转预设角度直至立体物体10总共旋转了 180度为止。在此需说明的是，旋转平台130每次转动的预设角度的大小取决于立体物体10的表面轮廓的复杂度。当立体物体10具有复杂度较高的表面轮廓时，旋转平台130每次所需转动的预设角度则可设定较小，也就是说，图像撷取单元140会产生较多的物体轮廓图像。
[0033]一般而言，放置立体物体10时，理想上会将立体物体10放置在旋转平台130的中心，以使立体物体10的中心轴与旋转平台130的旋转轴Al实质上重合。因此，立体物体10在旋转平台130的初始方位所对应的初始物体轮廓图像理论上应与立体物体10旋转180度后的最终方位所对应的最终物体轮廓图像实质上重合。
[0034]然而，在现实情况中，立体物体10的设置可能会有所偏移而使立体物体10的中心轴未能与旋转平台130的旋转轴Al重合。如此，立体物体10在旋转平台130的初始方位所对应的初始物体轮廓图像则无法与立体物体10在旋转平台130旋转180度后的最终方位所对应的最终物体轮廓图像完全重合。在此情况下，处理单元150可将此初始物体轮廓图像与此最终物体轮廓图像进行比对，以得到立体物体10位于此方位时真实的物体轮廓图像，并获得物体轮廓图像的中心轴。
[0035]除此之外，若立体物体10具有向立体物体10的中心轴凹陷的凹陷部12，图像撷取单元140可另行撷取凹陷部12的灰阶图像，供处理单元150读取并处理此灰阶图像，并根据上述的物体轮廓图像以及此灰阶图像建立关联于具有此凹陷部12的立体物体10的数字立体模型。具体而言，处理单元150可在立体物体10旋转至其凹陷部12面向图像撷取单元140时，控制图像撷取单元140撷取凹陷部12的灰阶图像，使处理单元150能根据此灰阶图像推算出凹陷部12的结构信息，再根据立体物体10的各角度的物体轮廓图像及此凹陷部12的灰阶图像来建立关联于具有此凹陷部12的立体物体10的数字立体模型。
[0036]图3是依照本发明的另一实施例的一种立体扫描装置的部份构件示意图。在此必须说明的是，本实施例的立体扫描装置100与图2的立体扫描装置100相似，因此，本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，本实施例不再重复赘述。以下将针对本实施例的立体扫描装置100与图2的立体扫描装置100的差异做说明。
[0037]请参照图1以及图3，在本实施例中，立体扫描装置100还包括辅助图像撷取单元160，其耦接处理单元150。立体物体10具有向立体物体10的中心轴凹陷的凹陷部12，而辅助图像撷取单元160如图3所示面向凹陷部12设置，以撷取凹陷部12的灰阶图像，供处理单元150读取与处理。如此，处理单元150即可根据图像撷取单元140所撷取的物体轮廓图像以及辅助图像撷取单元160所撷取的灰阶图像建立关联于此具有凹陷部12的立体物体10的数字立体模型。举例而言,若凹陷部12位于立体物体10的顶面，图像撷取单元140则如图3所示朝向屏幕120设置而无法有效撷取凹陷部12的灰阶图像，此时，辅助图像撷取单元160可例如朝向旋转平台130的承载面设置而面向凹陷部12，以辅助撷取凹陷部12的灰阶图像，供处理单元150读取及处理。如此，处理单元150即可根据图像撷取单元140所撷取的物体轮廓图像以及辅助图像撷取单元160所撷取的灰阶图像建立关联于具有此凹陷部12的立体物体10的数字立体模型。
[0038]图4是依照本发明的另一实施例的一种立体扫描装置的示意图。图5是依照本发明的另一实施例的一种立体扫描装置的部份构件示意图。在此必须说明的是，本实施例的立体扫描装置200与图2的立体扫描装置100相似，因此，本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，本实施例不再重复赘述。请参照图4以及图5，本实施例的立体扫描装置200亦可适用于建立关联于立体物体10的数字立体模型。并且，立体扫描装置200亦可例如耦接立体列印装置，使立体列印装置读取此数字立体模型，并根据此数字立体模型列印出此立体物体10的例如样品。立体扫描装置200包括光源模块210、旋转平台230、至少一图像撷取单元240以及处理单元250。在本实施例中，光源模块210用于发出多个光束,所述多个光束共同形成平面光幕(lighting curtain)212。更具体而言，在本实施例中，光源模块210为激光光源模块，以发出多个激光光束而形成平面激光光幕。旋转平台230用于承载立体物体10，使立体物体10位于平面光幕212的传递路径上而阻挡激光光束的传递，因而在立体物体10的表面上形成光轮廓214。
[0039]如上所述，旋转平台230适用于沿着旋转轴Al旋转立体物体10至多个方位，使立体物体10经由激光光束的照射而在立体物体10的表面上形成分别对应于所述方位的多个光轮廓214。在旋转平台230旋转立体物体10的同时，图像撷取单元240经配置以撷取这些光轮廓214，以获得多个光轮廓图像。处理单元250耦接图像撷取单元240，并用于读取并处理所述的光轮廓图像，以根据这些光轮廓图像建立关联于立体物体10的数字立体模型。在本实施例中，图像撷取单元240的数量可为多个，对称设置在平面光幕212的相对两侧，以由多个不同的角度撷取光轮廓图像。此外，图像撷取单元240可例如为黑白图像撷取单元，亦即，其获得的光轮廓图像为黑白图像，以减轻处理单元250进行图像处理及计算上的负担。而处理单元250还可根据各光轮廓图像的边缘的最大灰阶差获得对应的光轮廓线，并根据这些光轮廓线来建立数字立体模型。
[0040]详细来说，处理单元250可耦接旋转平台230，以控制旋转平台230沿着旋转轴Al旋转立体物体10至多个方位。进一步而言，处理单元250可控制旋转平台230沿着旋转轴Al依次旋转多个预设角度，以将立体物体10依次旋转至所述的多个方位。如此，旋转平台230每将立体物体10旋转预设角度后，平面光幕212即在立体物体10的表面上形成光轮廓214，图像撷取单元240则可撷取此光轮廓214以获得光轮廓图像。如此重复上述步骤至获得立体物体10各角度的光轮廓图像后，再利用处理单元250将这些光轮廓图像转换成平面座标上的光轮廓线并将其分别对应所述多个方位的座标，以据此建造出关联于立体物体10的数字立体模型。
[0041 ] 相似于前述实施例，在本实施例中，处理单元250控制旋转平台230沿着旋转轴Al旋转的多个预设角度的总和为180度。也就是说，旋转平台230每次将立体物体10旋转预设角度直至立体物体10总共旋转了 180度为止。因此，在立体物体10的中心轴与旋转平台230的旋转轴Al实质上重合的理想情况下，立体物体10在旋转平台230的初始方位所对应的初始光轮廓图像应与立体物体10旋转180度后的最终方位所对应的最终光轮廓图像实质上重合。
[0042]然而，在现实情况中，立体物体10的中心轴可能无法完美地与旋转平台230的旋转轴Al重合而会有所偏移，因而使立体物体10在旋转平台230的初始方位所对应的初始光轮廓图像则无法与立体物体10在旋转平台230旋转180度后的最终方位所对应的最终光轮廓图像完全重合。在此情况下，处理单元250可将此初始光轮廓图像与此最终光轮廓图像进行比对，以得到立体物体10在此方位时真实的光轮廓图像，并获得光轮廓图像的中心轴。
[0043]相似于前述实施例，若立体物体10具有向立体物体10的中心轴凹陷的凹陷部12，图像撷取单元240可另行撷取凹陷部12的灰阶图像，供处理单元250读取并处理此灰阶图像，并根据立体物体10在各角度的光轮廓图像以及其凹陷部12的灰阶图像建立关联于具有此凹陷部的立体物体10的数字立体模型。具体而言，处理单元250可在立体物体10旋转至其凹陷部12面向图像撷取单元240时，控制图像撷取单元240撷取凹陷部12的灰阶图像，以获取凹陷部12的图像信息，使处理单元250能根据此灰阶图像推算出凹陷部12的结构信息，并根据立体物体10在各角度的光轮廓图像及其凹陷部12的灰阶图像来建立关联于具有此凹陷部的立体物体10的数字立体模型。
[0044]除此之外，如图5所示的实施例中，立体扫描装置200还可包括辅助图像撷取单元260，其耦接处理单元250。立体物体10具有向立体物体10的中心轴凹陷的凹陷部12，而辅助图像撷取单元260如图5所示面向凹陷部12设置，以撷取凹陷部12的灰阶图像，供处理单元250读取与处理此灰阶图像，并根据图像撷取单元240所撷取的光轮廓图像以及辅助图像撷取单元260所撷取的灰阶图像建立关联于此具有凹陷部12的立体物体10的数字立体模型。举例而言，若凹陷部12位于立体物体10的顶面，而图像撷取单元240则如图5所示沿着垂直于旋转轴Al的方向朝向立体物体10设置，因而无法有效撷取凹陷部12的灰阶图像，此时，辅助图像撷取单元260可例如沿着平行于旋转轴Al的方向而面向凹陷部12设置，以辅助撷取凹陷部12的灰阶图像，并供处理单元250读取及处理此灰阶图像。如此，处理单元250可根据图像撷取单元240所撷取的光轮廓图像以及辅助图像撷取单元260所撷取的灰阶图像建立关联于具有此凹陷部12的立体物体10的数字立体模型。
[0045]图6是依照本发明的另一实施例的一种立体扫描装置的示意图。在本实施例中，立体扫描装置300亦适用于建立关联于立体物体10的数字元立体模型。立体扫描装置300可例如耦接立体列印装置，使立体列印装置读取此数字元立体模型，并根据此数字元立体模型列印出此立体物体10的例如样品。立体扫描装置300包括旋转平台320、多个图像撷取单元340以及处理单元250。处理单元250可耦接并控制旋转平台320以及多个图像撷取单元340。在本实施例中，立体物体10设置在旋转平台320上，旋转平台320经配置以沿着旋转轴Al旋转立体物体10至多个方位。如此，旋转平台320每将立体物体10旋转预设角度后，上述多个图像撷取单元340即以不同的角度同时撷取立体物体10的多个物体图像。如此重复上述步骤至立体物体10旋转180度而获得立体物体10各角度的物体图像后，处理单元250可例如利用图像处理技术计算出图像撷取单元340的公共视区内的物体图像的三维座标，以根据这些物体图像建造出关联于立体物体10的数字立体模型。
[0046]在本实施例中，图像撷取装置340可采用电荷稱合元件(charge coupled device,简称:(XD)镜头的照相机，以撷取立体物体10的物体图像。此外，图像撷取单元340可例如为彩色图像撷取单元，亦即，其获得的物体图像为彩色图像。当然，本发明不局限于此，在其他实施例中，图像撷取单元340亦可为黑白图像撷取单元，亦即，其获得的物体轮廓图像为黑白图像，以减轻处理单元250进行图像处理及计算上的负担。
[0047]综上所述，本发明将一立体物体设置在立体扫描装置的旋转平台上，以沿旋转轴旋转立体物体，并在旋转立体物体的同时，通过光源照射以将立体物体的阴影投射在后方屏幕上，或是利用准直光源照射以直接在立体物体的表面上形成光轮廓的方式得到立体物体的各角度的轮廓，并以图像撷取单元分别撷取所述各角度的轮廓图像，再通过处理单元根据这些轮廓图像建立关联于立体物体的数字立体模型。如此，由于处理单元仅需处理立体物体的轮廓信息，因而可大幅减轻处理单元进行图像处理及计算上的负担，进而增加立体扫描装置建立数字立体模型的效率，且本发明的立体扫描装置元件配置简单，因而可降低生产成本。
[0048]除此之外，若立体物体具有朝向其中心轴凹陷的凹陷部时，立体扫描装置可利用其图像撷取装置或是另一辅助图像撷取装置另行对此凹陷部撷取灰阶图像，使处理单元能根据立体物体的各角度的物体轮廓及其凹陷部的灰阶图像来建立数字立体模型，因而使立体扫描装置可更精确的建立关联于具有凹陷部的立体物体的数字立体模型。
[0049]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种立体扫描装置，适用于建立关联于立体物体的数字立体模型，其特征在于，包括: 光源模块，经配置以发出光束； 屏幕，设置在该光束的传递路径上，并具有面向该光源模块的投影面； 旋转平台，用于承载该立体物体，并设置在该光源模块与该屏幕之间，该旋转平台经配置以沿着旋转轴旋转该立体物体至多个方位，以在该屏幕的该投影面上形成该立体物体分别对应于该些方位的多个物体阴影； 图像撷取单元，经配置以自该屏幕的该投影面撷取该些物体阴影，以获得多个物体轮廓图像；以及 处理单元，耦接该图像撷取单元，经配置以读取并处理该些物体轮廓图像，以根据该些物体轮廓图像建立关联于该立体物体的该数字立体模型。
2.如权利要求1所述的立体扫描装置，其特征在于，该处理单元耦接该旋转平台，以控制该旋转平台沿着该旋转轴旋转该立体物体至该些方位，该处理单元根据该些物体轮廓图像对应于该些方位建立该数字立体模型。
3.如权利要求1所述的立体扫描装置，其特征在于，该旋转平台沿着该旋转轴依次旋转多个预设角度，以将该立体物体依次旋转至该些方位。
4.如权利要求3所述的立体扫描装置，其特征在于，该些预设角度的总和为180度。
5.如权利要求1所述的立体扫描装置，其特征在于，该处理单元根据该立体物体在该旋转平台的初始方位所对应的初始物体轮廓图像与该立体物体旋转至最终方位所对应的最终物体轮廓图像获得该些物体轮廓图像的中心轴。
6.如权利要求1所述的立体扫描装置，其特征在于，该物体阴影的尺寸与该立体物体的尺寸具有固定比例。
7.如权利要求6所述的立体扫描装置，其特征在于，该固定比例实质上大于1。
8.如权利要求1所述的立体扫描装置，其特征在于，该图像撷取单元为黑白图像撷取单元。
9.如权利要求1所述的立体扫描装置，其特征在于，该处理单元根据各该物体轮廓图像的最大灰阶差获得对应的物体轮廓线，并根据该些物体轮廓线建立该数字立体模型。
10.如权利要求1所述的立体扫描装置，其特征在于，该立体物体包括向该立体物体的中心轴凹陷的凹陷部，该图像撷取单元撷取该凹陷部的灰阶图像，该处理单元根据该些物体轮廓图像以及该灰阶图像建立关联于该立体物体的该数字立体模型。
11.如权利要求1所述的立体扫描装置，其特征在于，还包括辅助图像撷取单元，耦接该处理单元，该立体物体包括向该立体物体的中心轴凹陷的凹陷部，该辅助图像撷取单元面向该凹陷部设置，该辅助图像撷取单元撷取该凹陷部的灰阶图像，该处理单元根据该些物体轮廓图像以及该灰阶图像建立关联在该立体物体的该数字立体模型。
12.—种立体扫描装置，适用于建立关联于立体物体的数字立体模型，其特征在于，包括: 光源模块，经配置以发出多个光束而形成平面光幕； 旋转平台，用于承载该立体物体，使该立体物体位于该平面光幕的传递路径上，该旋转平台经配置以沿着旋转轴旋转该立体物体至多个方位，使该平面光幕在该立体物体的表面上形成分别对应于该些方位的多个光轮廓； 至少一图像撷取单元，经配置以撷取该些光轮廓，以获得多个光轮廓图像；以及 处理单元，耦接该图像撷取单元，经配置以读取并处理该些光轮廓图像，以根据该些光轮廓图像建立关联于该立体物体的该数字立体模型。
13.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，该光源模块为激光光源模块，而该平面光幕为平面激光光幕。
14.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，该处理单元耦接该旋转平台，以控制该旋转平台沿着该旋转轴旋转该立体物体至该些方位。
15.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，该处理单元根据该些光轮廓图像对应于该些方位建立该数字立体模型。
16.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，该旋转轴与该些光轮廓图像的中心轴实质上重合。
17.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，该旋转平台沿着该旋转轴依次旋转多个预设角度，以将该立体物体依次旋转至该些方位。
18.如权利要求17所述的立体扫描装置，其特征在于，该些预设角度的总和为180度。
19.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，该处理单元对应于该立体物体在该旋转平台的初始方位所对应的初始光轮廓图像与该立体物体旋转至最终方位所对应的最终光轮廓图像获得该些光轮廓图像的中心轴。
20.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，该图像撷取单元为黑白图像撷取单元。
21.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，该处理单元根据各该光轮廓图像的最大灰阶差获得对应的光轮廓线，并根据该些光轮廓线建立该数字立体模型。
22.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，该图像撷取单元的数量为多个，对称设置在该平面光幕的相对两侧。
23.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，立体物体包括向该立体物体的中心轴凹陷的凹陷部，该图像撷取单元撷取该凹陷部的灰阶图像，该处理单元根据该些光轮廓图像以及该灰阶图像建立关联于该立体物体的该数字立体模型。
24.如权利要求12所述的立体扫描装置，其特征在于，还包括辅助图像撷取单元，耦接该处理单元，该立体物体包括向该立体物体的中心轴凹陷的凹陷部，该辅助图像撷取单元面向该凹陷部设置，该辅助图像撷取单元撷取该凹陷部的灰阶图像，该处理单元根据该些光轮廓图像以及该灰阶图像建立关联于该立体物体的该数字立体模型。
【文档编号】G06T17/00GK104424662SQ201310702860
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】李洋得, 何况 申请人:三纬国际立体列印科技股份有限公司, 金宝电子工业股份有限公司, 泰金宝电通股份有限公司