手持扫描仪的制作方法

1.本实用新型涉及三维模型重建技术领域，具体而言，涉及一种手持扫描仪。


背景技术：

2.目前,对于暗色或者反光等不允许做喷粉处理的物体的扫描，如类似文物的扫描，主要是有两种技术，一种是用激光扫描仪进行三维数据获取，之后用数码相机进行后续彩色贴图；第二种是激光在关节臂上进行彩色扫描。这两种扫描方式，在扫描实时性方面以及扫描中的广度上有很大的限制。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供了一种手持扫描仪，以至少解决现有技术中的扫描方式实时性不好的技术问题。
4.根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种手持扫描仪，包括：纹理相机；第一黑白相机和第二黑白相机，第一黑白相机与第二黑白相机间隔设置；激光投射器，纹理相机和第一黑白相机分别设置在激光投射器的两侧。
5.进一步地，手持扫描仪还包括：散斑投射器，散斑投射器与激光投射器间隔设置。
6.进一步地，手持扫描仪还包括：第一扫描部，激光投射器和第一黑白相机设置在第一扫描部上，激光投射器与第一黑白相机相邻设置。
7.进一步地，手持扫描仪还包括：第二扫描部，散斑投射器和第二黑白相机设置在第二扫描部上。
8.进一步地，手持扫描仪还包括：手持部，第一扫描部和第二扫描部分别设置在手持部的两端。
9.进一步地，第一黑白相机的射出光路与第二黑白相机的射出光路之间具有出射角a，其中，所述出射角a位于5
°
和20
°
之间。
10.进一步地，手持扫描仪还包括：第一补光灯，第一补光灯为多个，多个第一补光灯环绕第一黑白相机设置。
11.进一步地，手持扫描仪还包括：第二补光灯，第二补光灯为多个，多个第二补光灯环绕第二黑白相机设置。
12.进一步地，手持扫描仪还包括：第三补光灯，第三补光灯为多个，多个第三补光灯环绕纹理相机设置。
13.进一步地，手持扫描仪还包括：第三黑白相机，第三黑白相机与第一黑白相机和第二黑白相机均间隔设置。
14.在本实用新型实施例中，手持扫描仪包括纹理相机、第一黑白相机和第二黑白相机，第一黑白相机与第二黑白相机间隔设置；手持扫描仪还包括激光投射器，纹理相机和第一黑白相机分别设置在激光投射器的两侧。在于高反光或者暗色物体进行扫描时，在激光扫描的同时通过纹理相机获取纹理，通过三维点云fusion技术进行点云融合完成后，根据
拍摄角度以及图像的高光程度进行纹理图像的筛选以及融合，从而得到整体点云的纹理图像。这样，可以避免现有技术中的用激光扫描再用数码相机进行后续彩色贴图的问题，提升了扫描的实时性。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，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：
16.图1是根据本技术实施例提供的手持扫描仪的示意图。
17.其中，上述附图包括以下附图标记：
18.10、纹理相机；21、第一黑白相机；22、第二黑白相机；23、第三黑白相机；30、激光投射器；40、散斑投射器；51、第一补光灯；52、第二补光灯；53、第三补光灯；60、第一扫描部；70、第二扫描部；80、手持部。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
20.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
21.根据本实用新型的第一实施例，提供了一种手持扫描仪。如图1所示，本实用新型的实施例的手持扫描仪包括纹理相机10、第一黑白相机21和第二黑白相机22，第一黑白相机21与第二黑白相机22间隔设置；激光投射器30，纹理相机10和第一黑白相机21分别设置在激光投射器30的两侧。
22.在本实施例中，在对高反光或者暗色物体进行扫描时，手持扫描仪在进行激光扫描的同时通过纹理相机获取纹理，通过三维点云fusion技术进行点云融合完成后，根据拍摄角度以及图像的高光程度进行纹理图像的筛选以及融合，从而得到整体点云的纹理图像。这样，可以避免现有技术中的用激光扫描再用数码相机进行后续彩色贴图的问题，提升了扫描的实时性。此种扫描模式为第一扫描模式。
23.具体地，拍摄角度是根据扫描拼接后得到的相机rt以及标定的时候纹理相机和黑白相机之间的关系得到的，而高光程度是通过算法的灰度信息获取到的。在进行纹理图像的筛选和融合时，同一个区域在不同图像上的灰度变化，如果出现大跳跃，可能是高光区域，然后结合此图像对应的rt来判断是不是正对物体拍摄，来选取此高光区域该使用哪个
视角的图像进行贴图。
24.根据本实用新型的第二实施例，提供了一种手持扫描仪。手持扫描仪包括纹理相机10、第一黑白相机21和第二黑白相机22，第一黑白相机21与第二黑白相机22间隔设置；激光投射器30，纹理相机10和第一黑白相机21分别设置在激光投射器30的两侧。除此之外，还包括散斑投射器40，散斑投射器40与激光投射器30间隔设置。
25.其中，激光投射器、第一黑白相机与第二黑白相机构建双目立体视觉系统。手持扫描仪包括计算模块，其中预存储有激光投射器、第一黑白相机与第二黑白相机的内外参、以及激光投射器、纹理相机与双目立体视觉系统的内外参。
26.手持扫描仪在进行扫描时，通过散斑投射器40和纹理相机10对待扫描物体进行三维扫描以及纹理的扫描，此种扫描模式为第二扫描模式。然后，对需要进行细节呈现或者由于暗色、反光无法获取到的部分，通过第一实施例中的模式进行补充扫描，即手持扫描仪在进行激光扫描的同时通过纹理相机获取纹理。算法根据得到的数据进行三维点云的筛选，首要保留激光的点云。点云融合完成后，根据拍摄角度以及图像的高光程度从两种扫描模式中得到的纹理图中进行纹理图像的筛选以及融合，从而得到整体点云的纹理图像。
27.具体地，筛选及融合过程中，先进行筛选后进行fusion融合，筛选时，按照灰度跳边程度以及图像是否正对物体来判断筛选。散斑模式获取的点云与激光模式获取的点云之间融合的过程中，需要统一两个扫描模式的坐标系，统一坐标系可以基于标志点也可以基于特征，当区域出现重叠时，优选激光模式获取的点云。将多种扫描模式的点云以及彩色图像进行融合输出，保证了存在暗色或者反光的物体在不用做喷粉处理的情况下，可以直接迅速地获取三维数据以及彩色信息。
28.根据本实用新型的第三实施例的一种手持扫描仪，扫描仪包括第一扫描部60、第二扫描部70和手持部80，第一扫描部60和第二扫描部70分别设置在手持部80的两端。
29.其中，激光投射器30和第一黑白相机21设置在第一扫描部60上，激光投射器30与第一黑白相机21相邻设置，散斑投射器40和第二黑白相机22设置在第二扫描部70上。
30.如图1所示，手持部80的主体呈柱状，其两端分别连接有第一扫描部60和第二扫描部70。其中，第一扫描部60的一端的端面上设置有激光投射器30，激光投射器30的一侧设置有第一黑白相机21。第二扫描部70的一端的端面上设置有散斑投射器40，散斑投射器40的一侧设置有第二黑白相机22，散斑投射器40的另一侧设置有纹理相机10。
31.纹理相机10和第二黑白相机22分别设置在散斑投射器40的两侧，拍摄角度比较接近，能够增加两个相机的重叠区域，可以最大限度地将点云数据着色(即添加纹理)。另外，第一黑白相机21和第二黑白相机22分别设置在第一扫描部60和第二扫描部70上，而第一扫描部60和第二扫描部70之间具有手持部80，从而第一黑白相机21和第二黑白相机22中间具有一定的间隔，从而能提高扫描数据的精度。优选地，第一黑白相机21的射出光路与第二黑白相机22的射出光路之间具有出射角a，其中，出射角a推荐在5
°
和20
°
之间，能够进一步提高扫描数据的精度。
32.在本实用新型的第四实施例中，手持扫描仪还包括补光灯。
33.具体地，手持扫描仪还包括：第一补光灯51，第一补光灯51为多个，多个第一补光灯51环绕第一黑白相机21设置。在第一黑白相机21周围设置多个第一补光灯51，其目的在于当光打在反光材料制作的标志点上，可以让标志点更清晰地反映到相机上，可以最大限
度地降低其他环境的干扰，更能突出标志点，为后续的识别创造便利条件。本实施例中，手持扫描仪还包括第二补光灯52，第二补光灯52为多个，多个第二补光灯52环绕第二黑白相机22设置。
34.优选地，手持扫描仪还包括第三补光灯53，第三补光灯53为多个，多个第三补光灯53环绕纹理相机设置。在纹理相机周围设置补光灯，可以排除环境光的干扰，更好地体现物体原本的色彩信息。
35.在本实用新型的第五实施例中，扫描仪包括第一扫描部60、第二扫描部70和手持部80，第一扫描部60和第二扫描部70分别设置在手持部80的两端。手持扫描仪包括纹理相机10、第一黑白相机21和第二黑白相机22，第一黑白相机21与第二黑白相机22间隔设置；还包括激光投射器30，纹理相机10和第一黑白相机20分别设置在激光投射器30的两侧。手持扫描仪还包括散斑投射器40，散斑投射器40与激光投射器30间隔设置。激光投射器30和第一黑白相机21设置在第一扫描部60上，激光投射器30与第一黑白相机21相邻设置，散斑投射器40和第二黑白相机22设置在第二扫描部70上。
36.优选地，扫描仪还包括第三黑白相机23，第三黑白相机23设置在第一扫描部60上，其与第一黑白相机21分别位于激光投射器30的两侧。通过较为分散的三个黑白相机，能够进一步提高扫描仪对三维物体的识别精度。
37.本技术的手持扫描仪，在激光扫描的同时可以实时获取彩色信息，同时可以将不同模式的扫描数据进行数据融合，从而极大地提高了扫描仪的适用范围，
38.上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
39.在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
40.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。