三维扫描装置和三维扫描方法
【专利说明】三维扫描装置和三维扫描方法
[0001 ]本申请为分案申请，其母案申请号为201110288847.0，发明名称为三维扫描装置和三维扫描方法，申请日为2011.09.26。
技术领域
[0002]本发明涉及三维(3D)扫描技术领域，尤其涉及一种三维扫描装置和三维扫描方法。
【背景技术】
[0003]如图1所示，现有技术中利用三维扫描装置(手机、摄像机、照相机等)对待扫描物体进行3D扫描时，通常是将三维扫描装置绕待扫描物体旋转一周，拍摄一组图像序列，利用该图像序列以及三维扫描装置在拍摄图像时与待扫描物体之间的距离R等参数，计算待扫描物体的3D模型。
[0004]使用三维扫描装置对待扫描物体进行拍摄时，三维扫描装置须相对待扫描物体保持近乎圆周的运动，即三维扫描装置在运动时需要保持与待扫描物体之间的距离R不变，才能够保证3D建模的精确。
[0005]而事实上，用户拿着三维扫描装置对待扫描物体进行扫描时，很难保证三维扫描装置的运动轨迹是理想的圆周，从而会引起3D建模的不精确。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供一种三维扫描装置和三维扫描方法，即使三维扫描装置拍摄待扫描物体的图像时的运动轨迹不是理想的圆周，也能够保证3D建模的精确性。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种三维扫描装置，包括:光束发射模块，用于向待扫描物体发射光束，所述光束在所述待扫描物体上形成光斑；图像采集模块，用于采集所述待扫描物体的扫描图像序列；距离确定模块，用于获取所述扫描图像序列中的第一图像序列，并根据所述第一图像序列中每一第一图像的光斑信息，确定采集所述第一图像时所述三维扫描装置与所述待扫描物体之间的拍摄距离;三维建模模块，用于根据所述第一图像序列以及采集所述第一图像时所述三维扫描装置与所述待扫描物体之间的拍摄距离，确定所述待扫描物体的三维模型。
[0008]可选的，所述距离确定模块包括:重力传感模块，用于测量采集所述扫描图像序列中的每一扫描图像时的加速度的变化;轮廓区域估计模块，用于根据采集所述扫描图像时的加速度的变化，估计所述待扫描物体在所述扫描图像中的轮廓区域;第一图像提取模块，用于根据所述待扫描物体在所述扫描图像中的轮廓区域，从所述扫描图像序列中提取出所述第一图像序列。
[0009]可选的，所述距离确定模块还包括:角度测量模块，用于测量采集所述扫描图像时的偏转角度;所述第一图像提取模块，还用于根据采集所述扫描图像时的偏转角度、所述待扫描物体在所述扫描图像中的轮廓区域，从所述扫描图像序列中提取出所述第一图像序列。
[0010]可选的，所述距离确定模块包括:第二图像提取模块，用于对所述扫描图像序列中的每一扫描图像中的光斑信息进行分析，根据分析结果从所述扫描图像序列提取出所述第一图像序列，其中，所述第一图像序列中每一第一图像的光斑信息能够满足计算所述与所述待扫描物体之间的所述拍摄距离的需求。
[0011]本发明还提供一种三维扫描方法，包括:向待扫描物体发射光束，所述光束在所述待扫描物体上形成光斑;采集所述待扫描物体的扫描图像序列；获取所述扫描图像序列中的第一图像序列，并根据所述第一图像序列中每一第一图像的光斑信息，确定采集所述第一图像时所述三维扫描装置与所述待扫描物体之间的拍摄距离;根据所述第一图像序列以及采集所述第一图像时所述三维扫描装置与所述待扫描物体之间的拍摄距离，确定所述待扫描物体的三维模型。
[0012]可选的，所述获取所述扫描图像序列中的第一图像序列的步骤包括:测量采集所述扫描图像序列中的每一扫描图像时的加速度的变化;根据采集所述扫描图像时的加速度的变化，估计所述待扫描物体在所述扫描图像中的轮廓区域;根据所述待扫描物体在所述扫描图像中的轮廓区域，从所述扫描图像序列中提取出所述第一图像序列。
[0013]可选的，所述获取所述扫描图像序列中的第一图像序列的步骤包括:测量采集所述扫描图像时的偏转角度;测量采集所述扫描图像序列中的每一扫描图像时的加速度的变化;根据采集所述扫描图像时的加速度的变化，估计所述待扫描物体在所述扫描图像中的轮廓区域;根据采集所述扫描图像时的偏转角度、所述待扫描物体在所述扫描图像中的轮廓区域，从所述扫描图像序列中提取出所述第一图像序列。
[0014]可选的，所述获取所述扫描图像序列中的第一图像序列的步骤包括:对所述扫描图像序列中的每一扫描图像中的光斑信息进行分析，根据分析结果从所述扫描图像序列提取出所述第一图像序列，其中，所述第一图像序列中每一第一图像的光斑信息能够满足计算所述与所述待扫描物体之间的所述拍摄距离的需求。
[0015]本发明具有以下有益效果:
[0016]能够计算出三维扫描装置与待扫描物体之间的拍摄距离，利用实际计算出的三维扫描装置与待扫描物体之间的拍摄距离，确定待扫描物体的三维模型，即使三维扫描装置拍摄待扫描物体的图像时的运动轨迹不是理想的圆周，也能够保证3D建模的精确性。
[0017]从三维扫描装置拍摄的待扫描物体的图像序列中，选取三维扫描装置正对待扫描物体时拍摄的图像，确定待扫描物体的三维模型，能够提高3D建模的精确性。
[0018]在三维扫描装置中设置光束发射装置，向待扫描物体发射光束，通过光束在待扫描物体上形成的光斑，计算三维扫描装置与待扫描物体之间的拍摄距离，实现简单，成本较低。另外，还可以通过光束在待扫描物体上形成的光斑，判断三维扫描装置是否正对待扫描物体，从而纠正三维扫描装置拍摄待扫描物体的图像时的偏转角度。
【附图说明】
[0019]图1为现有技术中的三维扫描装置对待扫描物体进行3D扫描时的理想的运动轨迹示意图；
[0020]图2为本发明实施例的三维扫描装置的一结构示意图；
[0021]图3为本发明实施例的三维扫描装置对待扫描物体进行3D扫描时的实际的运动轨迹示意图；
[0022]图4为本发明实施例的三维扫描方法的一流程示意图。
【具体实施方式】
[0023]本发明实施例中，在进行三维扫描时，三维扫描装置向待扫描物体发射光束，该光束在待扫描物体上形成光斑，依据拍摄到的图像中的光斑，可以计算出拍摄图像时三维扫描装置与待扫描物体之间的拍摄距离，从而利用拍摄到的图像以及该些图像对应的拍摄距离，确定待扫描物体的三维模型，由于拍摄距离是实际计算得到的，因而即使三维扫描装置的运动轨迹不是理想的圆周，也能够保证3D建模的精确性。
[0024]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0025]如图2所示为本发明实