一种四柱高精度三维人体扫描仪及系统的制作方法

本实用新型涉及三维图像采集技术领域，具体涉及一种四柱高精度三维人体扫描仪及系统。

背景技术：

四柱高精度激光三维扫描系统，目前都是国外进口，成本较高，没法大面积推广使用，且不根据客户要求进行软件升级服务；目前三维扫描设备大多是基于深度相机集成的三维扫描设备，精度低，达不到使用的精度要求，并且售价也较高。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种四柱高精度三维人体扫描仪及系统，用以提供一种精度高、造价低的三维人体扫描仪和系统，以解决现有技术中三维人体扫描设备精度低、造价高的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例第一方面提供了一种四柱高精度三维人体扫描仪，包括四根扫描柱和驱动装置；其中，四根扫描柱围绕一竖直中心线竖直设置；扫描柱内部设置有滑轨；所述滑轨上设置有滑块，所述滑块上设置有相机固定架、激光固定架，所述相机固定架上设置有至少一个相机，所述激光固定架上设置有至少一个激光器，所述滑块在所述驱动装置的驱动下载在所述滑轨上滑动。

在一种可能的实现方式中，还包括两根第一顶部连接杆、两根第二顶部连接杆、两根第一底部连接杆、两根第二底部连接杆和两根第三顶部连接杆；其中，四根扫描柱、两根第一顶部连接杆、两根第二顶部连接杆、两根第一底部连接杆、两根第二底部连接杆构成矩形立柱体；第一顶部连接杆和第二顶部连接杆分别连接相应扫描柱的顶端，第一底部连接杆、第二底部连接杆分别连接相应扫描柱的底端；两根第三顶部连接杆交叉设置，构成矩形立柱体的顶梁。

在一种可能的实现方式中，扫描柱为U形槽结构，U形槽结构的开口朝向矩形立柱体的中心线；所述滑轨设置在U形槽结构的底部；

扫描柱还包括遮挡板，所述遮挡板覆盖在U形槽结构的开口上。

在一种可能的实现方式中，所述遮挡板为亚克力板。

在一种可能的实现方式中，所述激光器为以下任一种：线性激光器、散斑激光器、带有振镜的光栅激光器、脉冲激光器。

在一种可能的实现方式中，所述驱动装置包括动力部件和传动部件；所述动力部件包括马达，所述传动部件为皮带移动台或丝杆平移台。

在一种可能的实现方式中，所述动力部件为步进电机或伺服电机；扫描柱还包括步进电机驱动器或伺服电机驱动器。

在一种可能的实现方式中，扫描柱还包括限位开关。

本实用新型实施例第二方面还提供了一种四柱高精度激光三维扫描系统，包括第一方面所述的四柱高精度三维人体扫描仪、设备电控箱、终端。

在一种可能的实现方式中，所述设备电控箱包括电源模块、工控机模块、运动控制卡、信号发生器、继电器。

本实用新型实施例具有如下优点：能够无死角对人体进行扫描重建，造价低，精度高。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的四柱高精度三维人体扫描仪的结构示意图。

图中：1.扫描柱，2.第一顶部连接杆，3.第二顶部连接杆，4.第三顶部连接杆，5.第一底部连接杆，6.第二底部连接杆，7.动力部件。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1

本实施例提供了一种四柱高精度三维人体扫描仪，如图1所示，包括四根扫描柱1和驱动装置。

四根扫描1柱围绕一竖直中心线竖直设置；扫描柱1内部设置有滑轨；所述滑轨上设置有滑块，所述滑块上设置有相机固定架、激光固定架，所述相机固定架上设置有至少一个相机，所述激光固定架上设置有至少一个激光器，所述滑块在所述驱动装置的驱动下载在所述滑轨上滑动。

相机固定架上设置有一个相机，也可以设置多个相机。激光固定架上设置有一个激光器，也可以设置多个激光器。

本实施例提供的四柱高精度三维人体扫描仪还包括两根第一顶部连接杆2、两根第二顶部连接杆3、两根第一底部连接杆5、两根第二底部连接杆6。

四根扫描柱1、两根第一顶部连接杆2、两根第二顶部连接杆3、两根第一底部连接杆5、两根第二底部连接杆6构成矩形立柱体；第一顶部连接杆2和第二顶部连接杆3分别连接相应扫描柱1的顶端，第一底部连接杆5、第二底部连接杆6分别连接相应扫描柱1的底端。

在一个实例中，第一顶部连接杆2可以为1600mm长的20铝型材，第二顶部连接杆3可以为1800mm长的20铝型材。第一顶部连接杆2和第二顶部连接杆3组成长方形框，用于固定扫描柱的顶端。第一底部连接杆5可以为1600mm长的20铝型材，第二底部连接杆6可以为1800mm长的20铝型材。第一底部连接杆5和第二底部连接杆6组成长方形框，用于固定扫描柱的底端。从而形成了矩形立柱体。

需要说明的是，本实例仅为举例说明，不构成限定，任何形式的材料、规格都涵盖在本实施例的范围内。

在一个示例中，本实施例提供的四柱高精度三维人体扫描仪还包括两根第三顶部连接杆4，两根第三顶部连接杆4交叉设置，构成矩形立柱体的顶梁。

在一个示例中，扫描柱1为U形槽结构，U形槽结构的开口朝向矩形立柱体的中心线，U形槽结构的内部设置有滑轨；所述滑轨设置在U形槽结构的底部；扫描柱1还包括遮挡板，所述遮挡板覆盖在U形槽结构的开口上。优选地，所述遮挡板为亚克力板。遮挡板是保护U形槽结构免于灰尘影响的保护罩。

在一个实例中，遮挡板具体可以为3mm厚红色透明的亚克力板。需要说明的是，本实例仅为举例说明，不构成限定，任何形式的遮挡板都涵盖在本实施例的范围内。

在一个示例中，所述激光器为以下任一种：线性激光器、散斑激光器、带有振镜的光栅激光器、脉冲激光器。该激光器功率60mw，波段660nm，扇角为110度的线性激光器。需要说明的是，本示例仅为举例说明，并非穷举，其他形式的激光器以及激光器的功率、波段、扇角也涵盖在本实施例的范围内。

在一个示例中，相机具体可以为工业相机，该相机将具有通信接口，最大帧可以为125HZ，通过GPIO完成相机的触发采集。通信接口可以为USB通信接口，也可以为网口GigE、网口1394等通信接口。最大帧频可以为125HZ，但不限于125HZ；相机的采集触发模式是通过GPIO口接收触发信号，完成触发采集。GPIO口也仅为举例说明，不构成限定。

在一个示例中，所述驱动装置包括动力部件7和传动部件；所述动力部件包括马达，所述传动部件为皮带移动台或丝杆平移台。

皮带的导程可以为4mm，也可以为别的尺寸导程。

动力部件7从U形槽结构中凸出，相应的遮挡板也具有为动力部件7匹配的孔。

在一个示例中，所述动力部件7为步进电机或伺服电机；扫描柱1还包括步进电机驱动器或伺服电机驱动器。

步进电机可以为57系列步进电机或者其他系列的步进电机。

在一个示例中，扫描柱1还包括限位开关，限位开关可以设置在扫描柱1上部，也可以设置在扫描柱1的其他部位。限位开关是保护扫描滑块过冲损坏硬件的触发器，具体可以采用电磁限位开关，当有金属接近电磁限位开关时，电磁限位开关会发出高电平或者低电平的信号。限位开关不局限与电磁限位开关，其他形式的限位开关也涵盖在本实施例的范围内。

本实用新型实施例具有如下优点：能够无死角对人体进行扫描重建，造价低，精度高。

实施例2

本实施例提供了一种四柱高精度激光三维扫描系统，包括实施例1所述的四柱高精度三维人体扫描仪、设备电控箱、终端。终端可以为笔记本电脑、平板电脑等具有显示屏且具有处理功能的智能终端。

在一个示例中，所述设备电控箱包括电源模块、工控机模块、运动控制卡、信号发生器、继电器。

需要说明的是，工控机模块并非必须模块，可以用终端来替代。

在一个示例中，所述设备电控箱还包括电源模块和工控机机箱。电源模块用于为整个设备电控箱和扫描柱1的驱动装置供电。

在一个实例中，工控机模块是控制运动控制卡、相机、激光器以及后续云分享的处理核心部件，工控机模块包括工控主板、CPU、内存条、硬盘等配置。

在一个实例中，运动控制卡是通过网口与工控机模块进行通信的，接收工控机模块的命令，驱动扫描柱1的驱动装置完成扫描，并通过出I/O口控制继电器完成开合、通过进I/O口接收限位开关的限位信号的模块。需要说明的是，本实例仅为举例说明，不构成限定，任何形式的材料、规格都涵盖在本实施例的范围内。

在一个实例中，信号发生器(可以具有8路PWM波形的输出能力，每路的PWM波形的频率和占空比都可调，每路的电压可调。需要说明的是，本实例中的信号发生器不限于8路输出，不限于PWM波形，不限于电压可调，具有相似功能的模块都在本实施例的范围内)。信号发生器用于驱动相机与激光同步采集。

需要说明的是，本实例仅为举例说明，不构成限定，任何形式通信接口、具有类似运动控制卡类似功能的模块(例如PLC)都涵盖在本实施例的范围内。

继电器用于控制激光的开关。需要说明的是，在本实施例中，具有控制激光的开关不局限为继电器，其他具有控制激光开关功能的器件，例如光电开关等，都在本实施例的范围内。

工控机机箱用于安装电源模块、工控机模块、运动控制卡、信号发生器、继电器等配件，并装有电源插座及电源有灯开关，具有4个与4扫描柱1通信供电的航空插头插座。插头插座不局限与航空插头插座，其他具有类似功能的插头插座也在本实施例的范围内。

驱动装置也可以安装在工控机机箱内。工控机机箱也可以为普通机箱。

终端运行扫描软件，与工控机之间进行数据传递可以采用有线及无线信息传递，并最终显示三维人体扫描结果。

本实施例具有如下优点：能够无死角对人体进行扫描重建，造价低，精度高。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。