三维扫描方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质与流程

本发明涉及三维模型重建技术领域，特别是涉及一种三维扫描方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

随着数字图像处理、数字投影显示和计算机处理技术的发展与成熟，三维扫描技术得到了快速的发展。三维扫描系统可以将光投影到物体表面，摄像设备拍摄光投射下的图像，根据拍摄到的图像的形状利用三维重建算法来重建获取物体表面的三维尺寸信息。

传统地，三维扫描方法使用同一组相机同时识别标志点和点云数据，用标志点进行拼接后完成点云数据的拼接。但是上述三维扫描方法若要保证三维模型的精确度就需要粘贴足够多的标志点，导致最后数据中的很多空洞需要后期填补。

技术实现要素：

本申请提供一种三维扫描方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质，可以在降低标志点使用量的情况下，保证扫描的数据细节，提高扫描的精确度。

一种三维扫描方法，所述方法包括：

向被测物体投射重建图案；

采集所述被测物体表面的粗略影像信息；

采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息；

获取所述被测物体的粗略影像信息以及所述精细影像信息，并对所述粗略影像信息和所述精细影像信息进行处理，以获取所述被测物体的完整三维数据。

在一实施例中，所述对所述粗略影像信息和所述精细影像信息进行处理包括：

基于所述粗略影像信息获取第一标志点三维数据，基于所述精细影像信息获取第二点云数据，基于所述第一标志点三维数据拼接所述第二点云数据。

在一实施例中，所述对所述粗略影像信息和所述精细影像信息进行处理包括：

基于所述粗略影像信息获取第一标志点三维数据，基于所述精细影像信息获取第二标志点三维数据和第二点云数据，基于所述第一标志点三维数据及所述第二标志点三维数据拼接所述第二点云数据。

在一实施例中，所述对所述粗略影像信息和所述精细影像信息进行处理包括：

基于所述粗略影像信息获取第一标志点三维数据和第一点云数据，基于所述精细影像信息获取第二点云数据，基于所述第一标志点三维数据拼接所述第一点云数据和所述第二点云数据。

在一实施例中，所述对所述粗略影像信息和所述精细影像信息进行处理包括：

基于所述粗略影像信息获取第一标志点三维数据和第一点云数据，基于所述精细影像信息获取第二标志点三维数据和第二点云数据，基于所述第一标志点三维数据拼接所述第一点云数据，基于所述第一标志点三维数据和所述第二标志点三维数据拼接所述第二点云数据。

在一实施例中，所述对所述粗略影像信息和所述精细影像信息进行处理还包括：

确定第一点云数据和第二点云数据中点的曲率，根据曲率保留第一点云数据和第二点云数据中的一者。

在一实施例中，所述采集所述被测物体表面的粗略影像信息，以及采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息包括：

向所述被测物体投射第二波段的重建图案，并投射第一波段的光以照亮所述被测物体表面的标志点，以同步采集所述被测物体的标志点和重建图案。

在一实施例中，所述采集所述被测物体反射的粗略影像信息以及采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息包括：

向所述被测物体投射第一波段的重建图案和第二波段的重建图案，并投射第一波段的光和第二波段的光以照亮被测物体表面的标志点，以同步采集所述被测物体的第一波段的标志点和调制重建图案，以及所述被测物体的第二波段的标志点和调制重建图案。

在一实施例中，所述采集所述被测物体表面的粗略影像信息以及采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息包括：

在第一时间周期向所述被测物体投射第一波段的光和第一波段的重建图案，并采集所述被测物体第一波段的标志点和调制重建图案；

在第二时间周期向所述被测物体投射第二波段的光和第二波段的重建图案，并采集所述被测物体第二波段的标志点和调制重建图案。

在一实施例中，所述采集所述被测物体反射的粗略影像信息以及采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息包括：

分别在第一时间周期和第二时间周期向所述被测物体投射光以照亮被测物体表面的标志点；并在第二时间周期向被测物体投射重建图案；以在第一时间周期采集所述被测物体的标志点；在第二时间周期采集所述被测物体的标志点和调制重建图案。

在一实施例中，所述采集所述被测物体反射的粗略影像信息以及采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息包括：

向被测物体投射第一波段的光照亮被测物体表面的标志点，以采集所述被测物体第一波段的标志点；

同步向被测物体投射第二波段的光和第二波段的重建图案，以采集所述被测物体第二波段的标志点和调制重建图案。

在一实施例中，所述采集所述被测物体反射的粗略影像信息以及采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息包括：

向被测物体投射第一波段的光和第一波段的重建图案，以采集所述被测物体第一波段的标志点和第一波段的调制重建图案；

同步向被测物体投射第二波段的重建图案，以采集所述被测物体第二波段的调制重建图案。

一种三维扫描装置，所述装置包括：

投射模块，用于向被测物体投射重建图案；

第一采集模块，所述第一采集模块配置为第一扫描范围，用于采集所述被测物体表面的粗略影像信息；

第二采集模块，所述第二采集模块配置为第二扫描范围，用于采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息；所述第二扫描范围小于所述第一扫描范围；

处理模块，用于对所述粗略影像信息和所述精细影像信息进行处理，以获取所述被测物体的完整三维数据。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

本申请实施例提供的三维扫描方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质，包括：向被测物体投射重建图案；采集所述被测物体反射的粗略影像信息；采集所述被测物体反射的基于所述重建图案的精细影像信息；获取所述被测物体的粗略影像信息以及所述精细影像信息，并对所述粗略影像信息和所述精细影像信息进行处理，以获取所述被测物体的完整三维数据。上述三维扫描方法根据采集的粗略影像信息来辅助内部相机模组采集的精细影像信息的拼接，进而实现被测物体完整三维数据的获取，可以在降低标志点使用量的情况下，保证扫描的数据细节，提高扫描的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为一实施例提供的扫描仪的结构示意图；

图1b为一实施例提供的扫描仪的结构示意图；

图1c为另一实施例提供的扫描仪的结构示意图；

图2为一实施例提供的三维扫描方法的流程图；

图3为一实施例提供的对粗略影像信息和精细影像信息进行处理步骤的流程图；

图4为另一实施例提供的三维扫描方法的流程图；

图5为再一实施例提供的三维扫描方法的流程图；

图6为另一实施例提供的对粗略影像信息和精细影像信息进行处理步骤的流程图；

图7为一个实施例中三维扫描装置的结构框图；

图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供的三维扫描方法可以通过软件控制实现，也可以应用于三维扫描系统中。本申请实施例以应用于扫描仪中为例进行说明。如图1a所示，扫描仪包括扫描仪本体，扫描仪本体包括投射装置110、内部相机模组120和外部相机模组130，其中，

投射装置110，用于向被测物体投射重建图案；

内部相机模组120配置为第二扫描范围，用于采集被测物体反射的基于重建图案的精细影像信息；

外部相机模组130配置为第一扫描范围，且第一扫描范围大于第二扫描范围，用于采集被测物体表面的粗略影像信息。

根据粗略影像信息和精细影像信息得到所述被测物体完整的三维数据。相机的扫描范围可以通过四种方式进行配置。(1)通过设置不同的焦距实现内部相机模组与外部相机模组不同的扫描范围。焦距越大，扫描范围越大。外部相机模组130与内部相机模组120具体焦距的差值可以根据被测物体140的特征来决定。(2)通过设置不同的ccd尺寸实现内部相机模组与外部相机模组不同的扫描范围。(3)通过设置内部相机模组与外部相机模组中相机的排布位置实现内部相机模组与外部相机模组不同的扫描范围。(4)在内部相机模组与外部相机模组中相机的排布位置固定时，可以通过调整内部相机模组与外部相机模组中相机的设置夹角实现内部相机模组与外部相机模组不同的扫描范围。在实际工作中，根据不同的应用可配置不同扫描范围的扫描仪，可以通过四种方式中的一种或多种共同配置外部相机与内部相机的扫描范围。具体配置方式本申请实施例不作限制，只要保证第二扫描范围小于第一扫描范围即可。

需要说明的是，第二扫描范围与第一扫描范围具有重叠区，优选的，第一扫描范围完全覆盖第二扫描范围。

外部相机模组130的扫描范围大于内部相机模组120的扫描范围。粗略影像信息通过外部相机模组130获取，粗略影像信息可以包括被测物体的标志点信息和/或调制重建图案，精细影像信息可以包括被测物体标志点信息和/或调制重建图案。粗略影像信息与精细影像信息至少部分影像对应于被测物体的同一区域。由于外部相机模组130的第一扫描范围大于内部相机模组120的第二扫描范围且第一扫描范围与第二扫描范围具有重叠区，因此当外部相机模组130与内部相机模组120针对同一被测物进行扫描时，被测物上外部相机模组130单次的扫描区对于内部相机模组120需进行多次扫描，根据内部相机模组120多次扫描采集的多帧精细影响信息得到的多片点云数据与根据外部相机模组130单次扫描采集的粗略影像信息得到的相关数据相互对应，进而基于外部相机模组130得到的相关数据可确定出多片点云数据的分布关系，也就是说，基于外部相机模组130得到的相关数据可完成多片点云数据的准确拼接。具体地，粗略影像信息包括标志点，精细影像信息包括经被测物表面调制的重建图案。根据粗略影像信息得到第一标志点三维数据，以及根据精细影像信息得到多片第二点云数据，根据第一标志点三维数据拼接多片第二点云数据，对多片点云数据完成对被测物体的准确拼接。

内部相机模组120至少包括两个相机，外部相机模组130至少包括一个相机。

在一实施例中，外部相机模组130包括多个外部相机，内部相机模组120包括至少一个内部相机。外部相机模组130还包括第一波段的第一照明件121以及第一波段的第一滤光片，第一照明件121环形设置在每一外部相机周围，用于投射第一波段的光以照亮被测物体140表面的标志点，第一滤光片设置于外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光。；内部相机模组120还包括第二波段的第二照明件131以及第二波段的第二滤光片132，第二照明件131环形设置在每一内部相机周围，用于投射第一波段的光以照亮被测物体140表面的标志点，第二滤光片设置于内部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光。投射装置110包括第一波段的第一投射器以及第二波段的第二投射器，第一投射器向被测物体140投射第一波段的重建图案，第二投射器用于向被测物体140投射第二波段的重建图案，重建图案为普通条纹图案或散斑图案或正弦条纹图案，优选地，第一波段的重建图案与第二波段的重建图案均为普通条纹图案，第一波段的普通条纹图案与第二波段的普通条纹图案的条纹疏密分布可相同也可不同，优选地，第一波段的普通条纹图案的条纹分布得较为稀疏，以便扫描范围较大的外部相机模组能够识别提取条纹，第二波段的普通条纹图案的条纹分布得较为密集，以便可以获取较多的点云数据。本实施例中，第一波段和第二波段为不同的波段，这样可确保当同时有多种波段的光时，外部相机模组和内部相机模组均可以同步采集到对应波段的光，而不会采集到其他波段的干扰光，例如，第一照明件、第一投射器、第二照明件和第二投射器同步投射光至被测物体的表面，且外部相机与内部相机同步采集时，外部相机只采集第一照明件和第一投射器投射的第一波段的光而不会采集到的第二照明件和第二投射器投射的第二波段的光，内部相机只采集第二照明件和第二投射器投射的第二波段的光而不会采集第一照明件和第一投射器投射的第一波段的光。

本实施例的扫描仪可以配置以下工作模式中的一种或多种。根据扫描需求从配置中选择其中一种进行扫描。在扫描时，扫描仪根据工作模式运行对应的工作部件或模块：

工作模式一：第一照明件照射第一波段的光至被测物体的表面，第一投射器相对第一照明件同步投射第一波段的重建图案至被测物体的表面，被测物表面粘贴有标志点，第一波段的光和重建图案经被测物体的表面反射由外部相机采集，外部相机采集到包括标志点和调制重建图案的粗略影像信息；第二照明件照射第二波段的光至被测物体的表面，第二投射器相对第二照明件同步投射第二波段的重建图案至被测物体的表面，第二波段的光及重建图案经被测物体的表面反射由内部相机采集，内部相机相对外部相机同步采集到包括标志点和调制重建图案的精细影像信息；基于采集到的粗略影像信息和精细影像信息得到被测物体的完整三维数据。具体地，基于粗略影像信息的标志点重建第一标志点三维数据，基于粗略影像信息的调制重建图案重建第一点云数据，基于精细影像信息的标志点重建第二标志点三维数据，基于精细影像信息的调制重建图案重建第二点云数据，基于多个第一标志点三维数据的拼接确定第一转换矩阵，基于第一转换矩阵拼接第一点云数据和第二点云数据，实现被测物体完整三维数据的获取。

基于第一转换矩阵拼接第一点云数据和第二点云数据，具体包括：基于第一转换矩阵拼接多片第一点云数据，基于第一转换矩阵以及外部相机模组130与内部相机模组120的标定外参拼接第一点云数据和第二点云数据；或者，基于第一转换矩阵拼接多片第一点云数据，基于第一标志点三维数据与第二标志点三维数据的拼接确定第二转换矩阵，基于第二转换矩阵拼接第一点云数据和第二点云数据，这样可不对外部相机及内部相机的外参进行标定。

在本实施例中，对于第一点云数据和第二点云数据可根据曲率选择保留第一点云数据还是第二点云数据，实现数据的自适应保留特征细节，从而在保证数据细节的基础上降低数据量体积。

工作模式二：第一照明件在第一时间周期照射第一波段的光至被测物体的表面，第一投射器在第一时间周期投射第一波段的重建图案至被测物体的表面，被测物表面粘贴有标志点，第一波段的光和重建图案经被测物体的表面反射由外部相机在第一时间周期采集，外部相机采集到包括标志点和调制重建图案的粗略影像信息；第二照明件在第二时间周期照射第二波段的光至被测物体的表面，第二投射器在第二时间周期投射第二波段的重建图案至被测物体的表面，第二波段的光及重建图案经被测物体的表面反射由内部相机在第二时间周期采集，第一时间周期与第二时间周期为不同的时间周期，内部相机相对外部相机分时采集到包括标志点和调制重建图案的精细影像信息；基于采集到的粗略影像信息和精细影像信息得到被测物体完整的三维数据，具体地，基于粗略影像信息的标志点重建第一标志点三维数据，基于粗略影像信息的调制重建图案重建第一点云数据，基于精细影像信息的标志点重建第二标志点三维数据，基于精细影像信息的调制重建图案重建第二点云数据，基于多个第一标志点三维数据的拼接确定第一转换矩阵，基于第一转换矩阵拼接多片第一点云数据，基于第一标志点三维数据与第二标志点三维数据的拼接确定第二转换矩阵，基于第二转换矩阵拼接第一点云数据和第二点云数据，实现被测物体完整三维数据的获取。

在本实施例中，对于第一点云数据和第二点云数据可根据曲率选择保留第一点云数据还是第二点云数据，实现数据的自适应保留特征细节，从而在保证数据细节的基础上降低数据量体积。对于被测物上不需要高细节的部分可通过外部相机模组扫描获取第一点云数据，对于被测物上需要高细节的部分可通过内部相机模组扫描获取第二点云数据，将第一点云数据与第二点云数据拼接，以得到被测物体的完整的三维数据，可见，在保证数据细节的同时可以得到高保真高细节的数据质量，且数据量体积降低。

工作模式三：第一照明件照射第一波段的光至被测物体的表面，被测物表面粘贴有标志点，第一波段的光经被测物体的表面反射由外部相机采集，外部相机采集到包括标志点的粗略影像信息；第二照明件照射第二波段的光至被测物体的表面，第二投射器相对第二照明件同步投射第二波段的重建图案至被测物体的表面，第二波段的光及重建图案经被测物体的表面反射由内部相机采集，内部相机相对外部相机同步采集到包括标志点和调制重建图案的精细影像信息；基于采集到的粗略影像信息和精细影像信息得到被测物体完整的三维数据，具体地，基于粗略影像信息的标志点重建第一标志点三维数据，基于精细影像信息的标志点重建第二标志点三维数据，基于精细影像信息的调制重建图案重建第二点云数据，基于多个第一标志点三维数据的拼接确定第一转换矩阵，基于第一转换矩阵拼接多片第二点云数据，实现被测物体完整三维数据的获取。这样，可减少被测物体上标志点的使用量，减少第二点云数据的空洞，同时保证被测物体完整三维数据的高细节。

工作模式四：第一照明件在第一时间周期照射第一波段的光至被测物体的表面，被测物表面粘贴有标志点，第一波段的光经被测物体的表面反射由外部相机在第一时间周期采集，外部相机采集到包括标志点的粗略影像信息；第二照明件在第二时间周期照射第二波段的光至被测物体的表面，第二投射器在第二时间周期投射第二波段的重建图案至被测物体的表面，第二波段的光及重建图案经被测物体的表面反射由内部相机在第二时间周期采集，第一时间周期与第二时间周期为不同的时间周期，内部相机相对外部相机分时采集到包括标志点和调制重建图案的精细影像信息；基于采集到的粗略影像信息和精细影像信息得到被测物体完整的三维数据，具体地，基于粗略影像信息的标志点重建第一标志点三维数据，基于精细影像信息的标志点重建第二标志点三维数据，基于精细影像信息的调制重建图案重建第二点云数据，基于多个第一标志点三维数据的拼接确定第一转换矩阵，基于第一标志点三维数据与第二标志点三维数据的拼接确定第二转换矩阵，基于第一转换矩阵与第二转换矩阵拼接多片第二点云数据，实现被测物体完整三维数据的获取。

工作模式五：第一照明件照射第一波段的光至被测物体的表面，第一投射器相对第一照明件同步投射第一波段的重建图案至被测物体的表面，被测物表面粘贴有标志点，第一波段的光和重建图案经被测物体的表面反射由外部相机采集，外部相机采集到包括标志点和调制重建图案的粗略影像信息；第二投射器相对第二照明件同步投射第二波段的重建图案至被测物体的表面，第二波段的重建图案经被测物体的表面调制由内部相机采集，内部相机相对外部相机同步采集到包括调制重建图案的精细影像信息；基于采集到的粗略影像信息和精细影像信息得到被测物体完整的三维数据，具体地，基于粗略影像信息的标志点重建第一标志点三维数据，基于粗略影像信息的调制重建图案重建第一点云数据，基于精细影像信息的调制重建图案重建第二点云数据，基于多个第一标志点三维数据的拼接确定第一转换矩阵，基于第一转换矩阵拼接多片第一点云数据，基于第一转换矩阵以及外部相机模组与内部相机模组的标定外参拼接第一点云数据和第二点云数据，实现被测物体完整三维数据的获取。这样，可减少被测物体上标志点的使用量，减少第二点云数据的空洞，同时保证被测物体完整三维数据的高细节。

在本实施例中，对于第一点云数据和第二点云数据可根据曲率选择保留第一点云数据还是第二点云数据，实现数据的自适应保留特征细节，从而在保证数据细节的基础上降低数据量体积。

工作模式六：第一照明件照射第一波段的光至被测物体的表面，被测物表面粘贴有标志点，第一波段的光经被测物体的表面反射由外部相机采集，外部相机采集到包括标志点的粗略影像信息；第二投射器相对第一照明件同步投射第二波段的重建图案至被测物体的表面，经被测物体的表面调制由内部相机采集，内部相机相对外部相机同步采集到包括调制重建图案的精细影像信息；基于采集到的粗略影像信息和精细影像信息得到被测物体完整的三维数据，具体地，基于粗略影像信息的标志点重建第一标志点三维数据，基于精细影像信息的调制重建图案重建第二点云数据，基于多个第一标志点三维数据的拼接确定第一转换矩阵，基于第一转换矩阵拼接多片第二点云数据，实现被测物体完整三维数据的获取。这样，可减少被测物体上标志点的使用量，减少第二点云数据的空洞，同时保证被测物体完整三维数据的高细节。

在一实施例中，外部相机模组130包括多个外部相机，内部相机模组120包括至少一个内部相机。外部相机模组130还包括第一波段的第一照明件121以及第一波段的第一滤光片，第一照明件121环形设置在每一外部相机周围，用于投射第一波段的光以照亮被测物体140表面的标志点，第一滤光片设置于外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光。投射装置110包括第二波段的投射器，用于向被测物体140投射第二波段的重建图案。内部相机模组120包括第二波段的第二滤光片132，第二滤光片设置于内部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光。本实施例中，第一波段和第二波段为不同的波段。

本实施例的扫描仪配置上述工作模式六。扫描时扫描仪根据工作模式运行对应的工作部件或模块。

在一实施例中，外部相机模组130包括多个外部相机，内部相机模组120包括至少一个内部相机。投射装置110包括第一波段的第一投射器以及第二波段的第二投射器，第一投射器向被测物体140投射第一波段的重建图案，第二投射器用于向被测物体140投射第二波段的重建图案。外部相机模组包括第一波段的第一照明件121，第一照明件121环形设置在每一外部相机周围，用于投射第一波段的光以照亮被测物体140表面的标志点；内部相机模组120包括第二波段的第二照明件131，第二照明件131环形设置在每一内部相机周围，用于投射第二波段的光以照亮被测物体140表面的标志点。在本实施例中，第一波段与第二波段为相同的波段。外部相机的前端及内部相机的前端可不设置滤光片，也可设置供第一波段(即第二波段)的光穿过的滤光片，滤光片对其他波段的光的滤除根据需求设置。可以理解的是，投射装置110可仅设置一个投射器，既作为第一投射器使用，也作为第二投射器使用。

本实施例的扫描仪配置上述工作模式二、工作模式三、工作模式四和工作模式六中的一者或多者。根据扫描需求从配置中选择其中一种进行扫描，扫描时扫描仪根据工作模式运行对应的工作部件或模块。

在一实施例中，外部相机模组130包括多个外部相机，内部相机模组120包括至少一个内部相机。投射装置110包括第一波段的第一投射器以及第二波段的第二投射器，第一投射器向被测物体140投射第一波段的重建图案，第二投射器用于向被测物体140投射第二波段的重建图案。外部相机模组包括第一波段的第一照明件121，第一照明件121环形设置在每一外部相机周围，用于投射第一波段的光以照亮被测物体140表面的标志点；内部相机模组120包括第二波段的第二照明件131，第二照明件131环形设置在每一内部相机周围，用于投射第二波段的光以照亮被测物体140表面的标志点。在本实施例中，第一波段与第二波段为不同的波段。外部相机的前端及内部相机的前端可不设置滤光片，也可设置供第一波段及第二波段的光穿过的滤光片，滤光片对其他波段的光的滤除根据需求设置。可以理解的是，投射装置110还可以是一个双频投射器，控制双频投射器交替投射第一波段的重建图案和第二波段的重建图案。

本实施例的扫描仪配置上述工作模式二、工作模式三、工作模式四和工作模式六中的一者或两者。根据扫描需求从配置中选择其中一种进行扫描，扫描时扫描仪根据工作模式运行对应的工作部件或模块。

在一实施例中，外部相机模组130包括多个外部相机，内部相机模组120包括至少一个内部相机。外部相机模组130包括第一波段的第一照明件，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，用于投射第一波段的光以照亮被测物体140表面的标志点；内部相机模组120包括第二波段的第二照明件，所述第二照明件环形设置在所述内部相机周围，用于投射第二波段的光以照亮被测物体140表面的标志点；在本实施例中，第一波段与第二波段为不同的波段。所述投射装置包括一投射器，既可作为第一投射器向被测物体140投射第一波段的重建图案，也可作为第二投射器向被测物体140投射第二波段的重建图案。外部相机的前端及内部相机的前端可不设置滤光片，也可设置供第一波段及第二波段的光穿过的滤光片，滤光片对其他波段的光的滤除根据需求设置。

本实施例的扫描仪配置上述工作模式二、工作模式三、工作模式四和工作模式六中的一者或两者。根据扫描需求从配置中选择其中一种进行扫描，扫描时扫描仪根据工作模式运行对应的工作部件或模块。

在一实施例中，外部相机模组130包括多个外部相机，内部相机模组120包括至少一个内部相机。外部相机模组130包括第一波段的第一照明件和第一滤光片，所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点，所述第一滤光片设置于所述外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；所述内部相机模组包括第二波段的第二照明件和第二滤光片，所述第二照明件环形设置在每一所述内部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点，所述第二滤光片设置于内部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光。所述投射装置包括第二投射器，所述第二投射器用于向被测物体投射第二波段的重建图案。在本实施例中，第一波段与第二波段为不同的波段。

本实施例的扫描仪配置上述工作模式三、工作模式四和工作模式六中的一者或多者。根据扫描需求从配置中选择其中一种进行扫描，扫描时扫描仪根据工作模式运行对应的工作部件或模块。

在一实施例中，外部相机模组130包括多个外部相机，内部相机模组120包括至少一个内部相机。所述外部相机模组包括第一波段的第一照明件和第一滤光片；所述第一照明件环形设置在每一所述外部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点；所述第一滤光片设置于所述外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；所述内部相机模组包括第二滤光片，所述第二滤光片设置于内部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光。所述投射装置包括第一投射器和第二投射器，所述第一投射器用于向被测物体投射第一波段的重建图案；所述第二投射器用于向被测物体投射第二波段的重建图案；在本实施例中，第一波段和第二波段为不同的波段。

本实施例的扫描仪配置上述工作模式五和工作模式六中的一者或两者。根据扫描需求从配置中选择其中一种进行扫描，扫描时扫描仪根据工作模式运行对应的工作部件或模块。

每一外部相机周围可以设置有多个第一照明件。其具体数量本实施例并不作限制。第一照明件121和第二照明件131均可以为led灯。照明件环形设置在相机周围可以扫描多个方位的标志点，更全面地对被测物体140进行扫描，提高扫描的精确度。

如图1a所示，外部相机模组130包括两个相机，分别是第一相机111和第二相机112，第一相机111和第二相机112构建双目重建系统，内部相机模组120包括一个第三相机113，第三相机113构建单目重建系统。第三相机113设置在第一相机111和第二相机112之间；投射装置110可以设置在第三相机113和第一相机111之间，投射装置110也可以设置在第三相机113和第二相机112之间。

在一实施例中，如图1b所示，外部相机模组130包括第一相机111和第二相机112，第一相机111和第二相机112构建双目重建系统，内部相机模组120包括第三相机113和第四相机114，第三相机113和第四相机114构建双目重建系统；第三相机113和第四相机114均位于第一相机111和第二相机112之间，即第一相机111和第二相机112位于扫描仪的外侧，第三相机113和第四相机114均位于扫描仪的内侧，投射装置110设置在第三相机113和第四相机114之间，即投射装置110位于中间，从而可以使投射的重建图案分布更均匀，提高扫描精度。

在一实施例中，如图1c所示，外部相机模组130包括第一相机111、第二相机112和第五相机115，第一相机111、第二相机112和第五相机115中的任意两个相机可以构建双目重建系统。例如，可以是第一相机111和第二相机112构建双目重建系统，也可以是第二相机112和第五相机115构建双目重建系统等，在扫描过程中，三个相机可以进行切换来构建双目重建系统。内部相机模组120包括第三相机113和第四相机114，第三相机113和第四相机114构建双目重建系统。

可以理解的是，投射装置110也可以设置在其他位置，以上实施例中投射装置110的设置位置仅是举例说明，并不对投射装置110的具体设置位置进行限定。

本申请实施例提供的扫描仪包括投射装置110、内部相机模组120、和外部相机模组130，投射装置110向被测物体140投射重建图案；内部相机模组120配置为第二扫描范围，用于采集被测物体140反射的基于重建图案的精细影像信息；外部相机模组130配置为第一扫描范围，且第一扫描范围大于第二扫描范围，用于采集被测物体140表面的粗略影像信息，以根据所述粗略影像信息和所述精细影像信息得到所述被测物体完整的三维数据。本申请通过内部相机模组120采集的被测物体140精细影像信息来获取多片点云数据，通过外部相机模组130采集的粗略影像信息获取标志点三维数据，由于外部相机模组130的扫描范围大于内部相机模组120的扫描范围且存在重叠，因此单片标志点三维数据可对应多片点云数据，并由此确定多片点云数据之间的位置关系，进而实现多片点云数据的拼接。对于同一相机来说，当要采集较大场景的影像时，采集到的影像的细节相对就差，反之，当要采集细节较好的影像时，采集到的影像的场景就小。在本申请中，外部相机模组用于采集被测物体的表面的标志点，内部相机模组用于采集经被测物体调制的重建图案以获取细节较好的点云数据，由于外部相机模组的扫描范围较大，被测物体的表面可以粘贴较为分散的标志点，即可以在降低标志点使用量的情况下，完成对点云数据的拼接，又内部相机模组的扫描范围较小但数据细节较好，因此，本申请可以在降低标志点使用量的情况下，保证扫描的数据细节，提高扫描的精确度。当然，外部相机模组也可用于其他的采集，并不限于标志点的采集，内部相机模组也可用于其他的采集，并不限于重建图案。

在一实施例中，扫描仪本体还包括壳体，所述投射装置、内部相机模组和外部相机模组安装于所述壳体内，所述扫描仪还包括握持部，所述握持部安装于所述扫描仪本体。

本申请还提供一种三维扫描系统，三维扫描系统包括处理装置和上述实施例任一所述的扫描仪，处理装置分别与扫描仪中的外部相机模组130和内部相机模组120连接，用于获取被测物体的粗略影像信息以及精细影像信息，并对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体完整的三维数据。具体地，在获取到粗略影响信息和精细影像信息后，提取精细影像信息对应的多片点云数据，根据粗略影像信息实现对多片点云数据的拼接，进而完成对被测物体140的准确拼接，获得被测物体140的完整三维数据。

图2为一实施例提供的三维扫描方法的流程图，参考图1a、图1b和图2，三维扫描方法包括步骤210至步骤240，其中：

步骤210，向被测物体140投射重建图案。

本实施例中，可以通过扫描设备中的投射装置向被测物体140投射重建图案。在扫描设备(扫描仪或三维扫描系统)工作前，需要进行标定，即对内部相机模组120、外部相机模组130中的相机进行标定，获得标定参数。具体地，对内部相机模组120中的内部相机和外部相机模组130中的外部相机进行标定，从而获取多个相机的内外参数及多个相机之间的相对位置对应的旋转平移矩阵，标定好的扫描设备可以根据获取的影像信息进一步获取被测物体140完整的三维数据。

需要说明的是，在内部相机模组120和外部相机模组130同时采集被测物体140的标志点时，内部相机和外部相机的相对位置可以不进行标定，只需将多个相机的内外参数，以及投射装置与内部相机、外部相机的相对位置进行标定。处理模块在获取到标志点信息和调制重建图案后，只需要根据相机的内外参数、投射装置与内部相机、外部相机的相对位置参数进行处理，不需要再考虑内部相机和外部相机的相对位置参数，从而可以降低处理复杂度，提高三维扫描的速度。

在扫描之前，需要在被测物体140上粘贴标志点，标志点作为参考点可以遍布在被测物体140的外表面。标志点的数量可以为多个，具体数量和设置位置本实施例不作限定，但是要保证所有的标志点不在同一直线上。优选地，任意三个标志点均不在同一直线上，从而可以更准确地完成点云数据的拼接。

标志点可以采用反光性能较高的反光材料，将标志点粘贴在被测物体140的外表面。通过照明件向被测物体140投射预设波段的光。上述的第一波段和第二波段均为预设波段。预设波段的光的光谱不限，优选地，预设波段的光为红、蓝、绿三种单色光中的一种。

投射装置110所投射的重建图案不限，可以为普通条纹图案、散斑图案、正弦条纹图案等。优选地，重建图案为普通条纹图案，条纹的数量不限，但为了提高扫描效率，通常需要大于15条。可以理解的是，当条纹的数量较少时，重建图案较稀疏，单次扫描获取到的数据较少，可以通过多次扫描来获取被测物体140更多的数据信息；当条纹数量较多时，重建图案较密集，单次扫描即可以获取到被测物体140较多的数据信息。

投射装置110的结构不限，只要能向被测物体140投射重建图案即可。优选地，投射装置110可以包括激光器和/或投影仪。

步骤220，采集被测物体140表面的粗略影像信息。

本实施例中，可以通过扫描设备中的外部相机模组130采集被测物体140表面的粗略影像信息。外部相机模组130的第一照明件121发射第一波段的光，当第一波段的光照射到被测物体140的标志点上，标志点反射回来的光被外部相机模组130采集。标志点携带了被测物体140的标志点信息，即基于粗略影像信息中的标志点可确定标志点三维数据。由于外部相机模组130的扫描范围较大，因此被测物体上减少标志点的使用量，被测物体上标志点更分散地分布，外部相机模组130采集的粗略影像信息确定的标志点三维数据可进行拼接，该数据可以较好地反映出被测物体140的整体信息。

步骤230，采集被测物体140反射的基于重建图案的精细影像信息。

本实施例中，可以通过内部相机模组120采集被测物体140反射的基于重建图案的精细影像信息。内部相机模组120的扫描范围较小，可以对被测物体140进行局部扫描，从而获取被测物体140的细节信息。

在投射装置110向被测物体140投射重建图案后，通常外部相机模组130识别的是较为稀疏的条纹图像；而内部相机模组120识别的是较为密集的条纹图像。粗略影像信息可以包括标志点和/或调制重建图案，精细影像信息可以包括标志点和/或调制重建图案。

内部相机模组120和外部相机模组130的类型不限，只要能采集到被测物体140的影像信息即可。可以理解的是，由于投射装置110向被侧物体投射的重建图案，经被测物体140的高度调制发生变形，产生调制后的重建图案通过内部相机模组120和/或外部相机模组130采集。

步骤240，通过处理装置获取被测物体140的粗略影像信息以及精细影像信息，并对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体140完整的三维数据。

本实施例中，可以通过处理装置获取被测物体140的粗略影像信息以及精细影像信息，并对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体140完整的三维数据。处理装置可以通过数据接口获取外部相机模组130采集的粗略影像信息以及内部相机模组120采集的精细影像信息，然后对粗略影像信息和精细影像信息进行重建、拼接、融合等处理，以获取被测物体140完整的三维数据。

处理装置可以为中央处理器cpu。可以理解的是，处理装置还用于控制投射装置110、内部相机模组120和外部相机模组130的工作状态。具体地，处理装置可以发送控制指令控制投射装置110投射重建图案，并控制所投射重建图案的条数等；处理装置可以发送控制指令控制内部相机模组120和外部相机模组130的曝光时间，以采集粗略影像信息和精细影像信息。数据接口接收影像信息后发送至cpu。

本实施例提供的三维扫描方法通过投射装置110向被测物体140投射重建图案；通过外部相机模组130采集被测物体140反射的基于重建图案的粗略影像信息；通过内部相机模组120采集被测物体140反射的基于重建图案的精细影像信息；通过处理装置获取被测物体140的粗略影像信息以及精细影像信息，并对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体140完整的三维数据。上述三维扫描方法根据外部相机模组130采集的粗略影像信息来辅助内部相机模组120采集的精细影像信息的点云数据的拼接，进而实现被测物体140完整三维数据的获取，可以在降低标志点使用量的情况下，保证扫描的数据细节，提高扫描的精确度。

在一实施例中，通过外部相机模组130采集被测物体140的粗略影像信息包括：通过第一照明件121投射第一波段的光以照亮被测物体140表面的标志点，并使外部相机模组130采集被测物体140的标志点。

投射装置110包括第二波段的投射器，通过投射装置110向被测物体140投射重建图案包括：通过投射器向被测物体140投射第二波段的重建图案，以使内部相机模组120同步采集被测物体140的调制重建图案。本实施例中的投射器可以为单频投射器，只要可以投射第二波段的重建图案即可。

具体地，首先开启已经标定好的扫描仪，控制外部相机模组130中的第一照明件121闪烁，以投射第一波段的光至被测物体140表面的标志点，第一波段的光投射至标志点反射后由外部相机模组130采集，外部相机模组采集到包括标志点的粗略影像信息。由于外部相机前端设置有第一波段的滤光片，内部相机外部设置有第二波段的第二滤光片，因此，外部相机仅可以采集到被测物体140第一波段的标志点。第二波段的投射器向被测物体140投射第二波段的重建图案后反射第二波段的调制重建图案，第二波段的调制重建图案携带有被测物体140的细节信息，内部相机仅可以采集到第二波段的调制重建图案。

在一实施例中，通过处理装置获取被测物体140的粗略影像信息以及精细影像信息，并对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体140完整的三维数据包括步骤310和步骤320，其中：

步骤310，处理装置在获取到被测物体140的标志点后确定标志点三维数据并进行拼接，以得到第一转换矩阵。

步骤320，获取被测物体140的调制重建图案，基于调制重建图案重建出点云数据，根据第一转换矩阵对点云数据进行拼接，以获取被测物体140完整的三维数据。

具体地，首先基于调制重建图案重建点云数据，点云数据的拼接是将任意的两片点云数据对齐到统一的坐标系的过程。拼接的完整过程一般分为两步：标志点三维数据拼接和点云数据拼接。标志点三维数据拼接是指通过在被测量物体140表面粘贴标志点，根据获取的标志点重建标志点三维数据，将多个标志点三维数据统一到同一坐标系下，标志点三维数据拼接具有稳定，速度快的特点。在标志点三维数据拼接完成后得到第一转换矩阵，该第一转换矩阵可以指导点云数据进行拼接，即各个点云数据可以通过第一转换矩阵统一在同一坐标系下，从而完成点云数据的拼接，获取被测物体140完整的三维数据。

在一实施例中，投射装置110包括第一波段的第一投射器以及第二波段的第二投射器，外部相机模组130包括第一波段的第一照明件121，内部相机模组120包括第二波段的第二照明件131；通过外部相机模组130采集被测物体140表面的粗略影像信息以及通过内部相机模组120采集被测物体140反射的基于重建图案的精细影像信息包括步骤410和步骤420，其中：

步骤410，控制第一投射器向被测物体140投射第一波段的重建图案，并同步控制第一照明件121投射第一波段的光以照亮被测物体140表面的标志点，以使外部相机模组130采集被测物体140第一波段的标志点和调制重建图案。

步骤420，控制第二投射器向被测物体140投射第二波段的重建图案，并同步控制第二照明件131投射第二波段的光以照亮被测物体140表面的标志点，并使内部相机模组120采集被测物体140的第二波段的标志点和调制重建图案。

具体地，首先开启已经标定好的扫描仪，控制第一投射器和第二投射器同时向被测物体140投射重建图案，第一投射器投射的第一波段的重建图案和第二投射器投射的第二波段的重建图案的疏密程度并不作限制。通常，内部相机模组120识别的是比较密集的重建图案，外部相机模组130识别的是比较稀疏的重建图案。控制第一照明件121和第二照明件131闪烁，以照亮被测物体140表面的标志点。其中，第一照明件121向被测物体140投射第一波段的光，第二照明件131向被测物体140投射第二波段的光。由于外部相机前端设置有第一波段的滤光片，内部相机前端设置有第二波段的第二滤光片，因此，外部相机模组130可以采集到包括第一波段的标志点和第一波段的调制重建图案的粗略影像信息，内部相机模组120可以采集到包括第二波段的标志点和第二波段的调制重建图案的精细影像信息。基于采集到的粗略影像信息和精细影像信息得到被测物体的完整三维数据。

在一实施例中，投射装置110包括第一波段的第一投射器以及第二波段的第二投射器，外部相机模组130包括第一照明件121，内部相机模组120第二照明件131；通过外部相机模组130采集被测物体140表面的粗略影像信息以及通过内部相机模组120采集被测物体140反射的基于重建图案的精细影像信息包括步骤510和步骤520，其中：

步骤510，控制第一投射器在第一时间周期向被测物体140投射第一波段的重建图案，并同步控制外部相机模组130采集被测物体140第一波段的标志点和调制重建图案。

步骤520，控制第二投射器在第二时间周期向被测物体140投射第二波段的重建图案，并同步控制内部相机模组120采集被测物体140第二波段的标志点和调制重建图案。

具体地，在开启标定好的三维扫描系统后，控制第一投射器在第一时间周期向被测物体140投射第一波段的重建图案以形成第一波段的调制重建图案，此时，第二投射器不工作。同步控制外部相机模组130工作，一方面使环形设置在外部相机周围的第一照明件121向被测物体140投射光以照亮标志点，另一方面使外部相机模组130采集标志点和第一波段的调制重建图案。控制第二投射器在第二时间周期向被测物体140投射第二波段的重建图案以形成第二波段的调制重建图案，此时，第一投射器不工作。同步控制内部相机模组120工作，一方面使环形设置在内部相机周围的第二照明件131向被测物体140投射光以照亮标志点，另一方面使内部相机模组120采集标志点和第二波段的调制重建图案。

可以理解的是，投射装置110还可以是一个双频投射器，通过处理装置控制双频投射器交替投射第一波段的重建图案和第二波段的重建图案。

本实施例中通过控制投射装置110、内部相机模组120和外部相机模组130的工作状态，使第一投射器和外部相机模组130同步工作，第二投射器和内部相机模组120同步工作。可以不用限制第一照明件121和第二照明件131的波段，即可以实现外部相机模组130采集第一波段的标志点和调制重建图案，内部相机模组120采集第二波段的标志点和调制重建图案的效果。

在一实施例中，通过处理装置获取被测物体140的粗略影像信息以及精细影像信息，并对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体140完整的三维数据，包括步骤610至步骤650，其中：

步骤610，获取被测物体140第一波段的标志点和调制重建图案，以及被测物体140在第二波段的标志点和调制重建图案，基于第一波段的标志点和调制重建图案得到第一标志点三维数据和第一点云数据，基于第二波段的标志点和调制重建图案得到第二标志点三维数据和第二点云数据。

步骤620，将第一标志点三维数据和第二标志点三维数据进行拼接，以得到第二转换矩阵；

步骤630，根据第一转换矩阵和第二转换矩阵对第一点云数据和第二点云数据进行拼接，以得到被测物体完整的第一三维数据。

步骤640，计算第一点云数据及第二点云数据的曲率，并根据曲率大小保留第一点云数据或第二点云数据，以得到被测物体完整的第二三维数据。

具体地，首先将多个第一标志点三维数据进行拼接，以得到第一转换矩阵，第一转换矩阵用于指示多个第一点云数据的拼接。将第一标志点三维数据和第二标志点三维数据统一在同一坐标系下，以得到第二转换矩阵。根据第二转换矩阵完成对第一点云数据和第二点云数据的拼接，以得到被测物体完整的三维数据。计算点云数据中各点的曲率值，若该点的曲率值大于预设阈值时，则认为该点所在区域为特征区域，所包含的细节信息较多，此时，保留第二点云数据的点；若该点的曲率值不大于预设阈值时，则认为该点所在区域为非特征区域，所包含的细节信息较少，此时，保留第一点云数据的点。其中预设阈值的取值可以根据实际情况进行选择，本实施例不作具体限定。

本实施例根据曲率的大小自适应保留细节特征，可以在保留数据细节的同时可以得到高保真高细节的数据质量。

在一实施例中，所述投射装置110包括一投射器，所述投射器用于向被测物体140投射重建图案，所述重建图案可以为第一波段，也可以是第二波段。外部相机模组130包括第一照明件121，内部相机模组130包括第二照明件131，第一照明件121环形设置在每一外部相机周围，第二照明件131环形设置在内部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点；外部相机模组130用于在第一时间周期采集被测物体140的标志点；120内部相机模组用于在第二时间周期采集被测物体140的标志点和调制重建图案。

具体地，在第一时间周期控制外部相机模组、第一照明件工作，以使外部相机模组在第一时间周期采集所述被测物体的标志点。在第二时间周期控制内部相机模组、第二照明件以及投射器工作，以使内部相机模组在第二时间周期采集所述被测物体的标志点和调制重建图案。

在一实施例中，外部相机模组130包括第一波段的第一照明件121和第一滤光片；第一照明件121环形设置在每一外部相机周围，用于照亮被测物体140表面的标志点；第一滤光片设置于外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；内部相机模组120包括第二波段的第二照明件131和第二滤光片，所述第二照明件环形设置在每一所述内部相机周围，用于照亮被测物体表面的标志点，所述第二滤光片设置于内部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光。投射装置110包括第二投射器，第二投射器用于向被测物体140投射第二波段的重建图案；外部相机模组130用于采集被测物体第一波段的标志点；内部相机模组120用于同步采集被测物体140第二波段的标志点和调制重建图案。

在一实施例中，外部相机模组130包括第一波段的第一照明件121和第一滤光片；第一照明件121环形设置在每一外部相机周围，用于照亮被测物体140表面的标志点；第一滤光片设置于外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；投射装置110包括第一投射器和第二投射器，第一投射器用于向被测物体140投射第一波段的重建图案；第二投射器用于向被测物体140投射第二波段的重建图案。内部相机模组120包括第二滤光片，所述第二滤光片设置于内部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光。外部相机模组130用于采集被测物体140第一波段的标志点和第一波段的调制重建图案；内部相机模组120用于同步采集被测物体140第二波段的调制重建图案。

需要说明的是，上述实施例仅是对两种波段，即两种扫描范围为例进行的说明，但是并不对扫描范围进行限制，在其他实施例中，可以是多种扫描范围。即投射装置110可以包括多个不同波段的投射器。

应该理解的是，虽然图2至图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2至图6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种三维扫描装置，三维扫描装置包括投射模块710、外部相机模块720、内部相机模块730和处理模块740，其中：

投射模块710，用于向被测物体140投射重建图案；

外部相机模块720，外部相机模块720配置为第一扫描范围，用于采集被测物体140表面的粗略影像信息；

内部相机模块730，内部相机模块730配置为第二扫描范围，用于采集被测物体140反射的基于重建图案的精细影像信息；第二扫描范围小于第一扫描范围；

处理模块740，用于对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体完整的三维数据。

在一实施例中，投射装置710包括第二波段的投射器，通过投射装置710向被测物体投射重建图案包括：

通过投射器向被测物体投射第二波段的重建图案，以使内部相机模块730同步采集被测物体的调制重建图案。

在一实施例中，外部相机模块720包括多个外部相机，内部相机模块730包括至少一个内部相机；外部相机模块720还包括第一波段的第一照明件和第一滤光片，第一照明件环形设置在每一外部相机周围，第一滤光片设置于外部相机前端，用于保留第一波段的入射光滤除其他波段的入射光；内部相机模块730包括第二波段的第二照明件和第二滤光片，第二滤光片设置于内部相机前端，用于保留第二波段的入射光滤除其他波段的入射光，第一波段与第二波段为不同的波段。通过外部相机模块720采集被测物体的粗略影像信息包括：

通过第一照明件投射第一波段的光以照亮被测物体表面的标志点，以使外部相机模组采集被测物体的标志点。

在一实施例中，通过处理模块740获取被测物体的粗略影像信息以及精细影像信息，并对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体140完整的三维数据包括：

获取粗略影像信息，基于粗略影像信息确定第一标志点三维数据，对第一标志点三维数据进行拼接，以得到第一转换矩阵；

获取精细影像信息，基于精细影像信息确定第二点云数据，并根据第一转换矩阵对第二点云数据进行拼接，以获取被测物体完整的三维数据。

在一实施例中，投射模块710包括第一波段的第一投射器和第二波段的第二投射器，三维扫描装置还包括第一波段的第一照明件以及第二波段的第二照明件；通过外部相机模块720采集被测物体的粗略影像信息以及通过内部相机模块730采集被测物体的精细影像信息包括：

控制第一投射器向被测物体投射第一波段的重建图案，并同步控制第一照明件投射第一波段的光以照亮被测物体表面的标志点，以使外部相机模块720采集被测物体的第一波段的标志点和调制重建图案；

控制第二投射器向被测物体投射第二波段的重建图案，并同步控制第二照明件投射第二波段的光以照亮被测物体表面的标志点，以使内部相机模块730采集被测物体的第二波段的标志点和调制重建图案。

在一实施例中，投射模块710包括第一波段的第一投射器和第二波段的第二投射器，三维扫描装置包括第一照明件和第二照明件；通过外部相机模块720采集被测物体的粗略影像信息以及通过内部相机模块730采集被测物体的精细影像信息包括：

控制第一投射器在第一时间向被测物体投射第一波段的重建图案，并同步控制外部相机模块720采集被测物体第一波段的标志点和调制重建图案；

控制第二投射器在第二时间向被测物体投射第二波段的重建图案，并同步控制内部相机模块730采集被测物体第二波段的标志点和调制重建图案。

在一实施例中，通过处理模块740获取被测物体的粗略影像信息以及精细影像信息，并对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体完整的三维数据包括：

获取被测物体第一波段的标志点和调制重建图案，以及被测物体在第二波段的标志点和调制重建图案；

基于第一波段的标志点和调制重建图案确定第一标志点三维数据和第一点云数据，基于第二波段的标志点和调制重建图案确定第二标志点三维数据和第二点云数据；

将第一标志点三维数据和第二标志点三维数据进行拼接，以得到第二转换矩阵；

根据第一转换矩阵拼接第一点云数据，根据第二转换矩阵拼接第一点云数据和第二点云数据，以得到被测物体完整的第一三维数据。

计算第一点云数据及第二点云数据的曲率，并根据曲率大小保留第一点云数据或第二点云数据，以得到被测物体完整的第二三维数据。

对于第一点云数据和第二点云数据可根据曲率选择保留第一点云数据还是第二点云数据，从而实现数据的自适应保特征细节。具体地，计算第一点云数据和第二点云数据的曲率，并根据曲率大小保留第一点云数据或第二点云数据，三角网格化后，曲率大的点云数据三角面片多，曲率小的点云数据三角面片少，在保证数据细节的同时可以得到高保真高细节的数据质量。

关于三维扫描装置的具体限定可以参见上文中对于三维扫描方法的限定，在此不再赘述。上述三维扫描装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种三维扫描方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

向被测物体140投射重建图案；

采集被测物体140表面的粗略影像信息；

采集被测物体140反射的基于重建图案的精细影像信息；

获取被测物体140的粗略影像信息以及精细影像信息，并对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体140完整的三维数据。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

向被测物体140投射重建图案；

采集被测物体140表面的粗略影像信息；

采集被测物体140反射的基于重建图案的精细影像信息；

获取被测物体140的粗略影像信息以及精细影像信息，并对粗略影像信息和精细影像信息进行处理，以获取被测物体140完整的三维数据。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。