主要包括:位置信息和姿态信息，对此，本发明实施例中的姿态传感器102包括:
[0062]GPS (Global Posit1ning System，全球定位系统)模块1021，用于定位三维成像和实时建模的装置的当前位置信息；和IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)模块1022，用于测量三维成像和实时建模的装置的三维姿态信息。
[0063]为了方便上述GPU104建立三维模型，本发明实施例提供的三维成像和实时建模的装置还包括:与所述CPU103连接的存储器106，存储器106包括内存和外存；CPU103还用于将接收图像数据发送至存储器106 ;接收建立三维模型过程中的所有临时数据并发送给存储器106 ;以及获取GPU104建立的三维模型并发送给存储器106 ;
[0064]上述内存用于缓存建立三维模型过程中的所有临时数据，上述外存用于保存CPU103发送的图像数据和三维模型的模型数据；
[0065]另外，为了使建立的模型能够很好的显示给用户查看，本发明实施例提供的三维成像和实时建模的装置还包括:与CPU103连接的显示单元107 ；
[0066]上述CPU103还用于将获取的GPU104建立的三维模型发送至显示单元107 ;上述显示单元107用于显示CPU103发送的已建立好的所述三维模型。其中，上述显示单元107可以为液晶屏，显示器等显示设备。
[0067]下面结合上述三维成像和实时建模的装置的整体结构，对三维成像和实时建模的装置的建模过程进行说明:
[0068]首先通过CPU103向投影单元105和摄像单元101发送开机指令，由结构光投射器(即投影单元105)向被测物体表面投射可控制的光点、光条或光面结构，产生结构光成像所需的编码图像；由摄像单元101(如图像传感器)获得图像数据，并将图像数据通过CPU103传送给存储器106进行存储；然后，由CPU103调用存储器106中的图像数据和姿态传感器102采集的三维成像和实时建模的装置的空间姿态信息，并将图像数据和上述三维成像和实时建模的装置的空间姿态信息传送给GPU104，由GPU104进行三维建模数据处理和算法的加速；最后GPU104将建好的三维模型传送给CPU103，由CPU103将三维模型数据传送给存储器106和液晶屏，存储器106负责存储建好的三维模型，液晶屏将建好的三维模型显示给用户。
[0069]本发明实施例提供的一种三维成像和实时建模的装置和方法，与现有的三维成像和建模装置(成像到建模的时间长导致实时性较差)相比，其同时利用了 CPU103和GPU104并将CPU103和GPU104各自的优势进行有机结合，通过GPU104快速计算的特点完成三维建模数据处理的加速过程，通过CPU103和GPU104的协调运作完成三维建模过程，大大缩短了成像和建模的时间消耗，简化了用户操作且实现了成像后的实时建模过程，不受制于被测物体增大的影响，实时性较好且用户体验较好。
[0070]本发明实施例还提供了一种三维成像和实时建模的方法，所述方法基于上述三维成像和实时建模的装置，参考图3所示，所述方法具体包括如下步骤:
[0071]S101、通过投影单元向被测物体表面投射可控光，产生结构光成像所需的编码图像；
[0072]具体的，上述投影单元优选为结构光投射器，其首先向被测物体表面投射可控制的光点、光条或光面结构，产生结构光成像所需的编码图像，然后投射在被测物体表面。
[0073]上述投影单元发射结构光的方式是利用结构光方法(Structured Light)，其是一种主动式光学测量技术。结构光测量方法具有计算简单、体积小、价格低、大量程、便于安装和维护的特点，在实际三维轮廓测量中被广泛使用。
[0074]S102、通过摄像单元获取所述投影单元产生的所述编码图像的图像数据并将所述图像数据发送至中央处理器CPU ;
[0075]在上述三维成像和实时建模的装置中，摄像单元优选为(XD(Charge-coupledDevice,电荷親合元件)，如摄像机；其与CPU (Central Processing Unit,中央处理器)电连接，获取结构光成像所需的编码图像的图像数据，然后将图像数据发送给CPU。
[0076]S103、通过姿态传感器采集所述三维成像和实时建模的装置的位姿信息并将所述位姿信息发送至所述CPU ;所述位姿信息包括位置信息和姿态信息；
[0077]上述姿态传感器是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统。它包含三轴陀螺仪、三轴加速度计，三轴电子罗盘等运动传感器，通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据。利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据；其作用是采集三维成像和实时建模的装置的位姿信息，然后将上述信息发送至中央处理器CPU，上述位姿信息包括位置信息和姿态信息。
[0078]S104、通过所述CPU接收所述图像数据和所述三维成像和实时建模的装置的位姿信息并发送至图形处理器GPU ;
[0079]CPU是整个三维成像和实时建模的装置的控制核心，用于进行外围单元的控制和信息交换，如CPU向摄像单元发送开机指令；CPU还用于接收和传送数据，即接收摄像单元发送的图像数据、接收姿态传感器发送的位姿信息，并接收的上述数据发送给GPU。
[0080]S105、通过所述GPU接收所述CPU发送的所述图像数据和所述位姿信息，根据接收的所述图像数据和所述位姿信息进行三维建模，得到三维模型。
[0081]上述GPU是计算的核心，其主要用于三维建模数据处理和算法的加速，即根据接收的图像数据和整个三维成像和实时建模的装置的位置信息和姿态信息，建立三维模型。
[0082]本发明实施例提供的一种三维成像和实时建模的装置和方法，与现有的三维成像和建模装置(成像到建模的时间长导致实时性较差)相比，其同时利用了 CPU和GPU并将CPU和GPU各自的优势进行有机结合，通过GPU快速计算的特点完成三维建模数据处理的加速过程，通过CPU和GPU的协调运作完成三维建模过程，大大缩短了成像和建模的时间消耗，简化了用户操作且实现了成像后的实时建模过程，实时性较好且用户体验较好。
[0083]本发明实施例中，上述姿态传感器包括:全球定位系统GPS模块和惯性测量单元IMU模块；所述方法还包括:
[0084]通过GPS模块定位三维成像和实时建模的装置的当前位置信息；以及，通过頂U模块测量三维成像和实时建模的装置的三维姿态信息。
[0085]为了方便上述GPU建立三维模型，通过所述CPU将接收的所述图像数据发送至与所述CPU连接的存储器；接收建立三维模型过程中的所有临时数据并发送给所述存储器；以及获取所述GPU建立的三维模型并发送给所述存储器；
[0086]通过所述存储器的内存缓存建立三维模型过程中的所有临时数据；通过所述存储器的外存保存所述CPU发送的所述图像数据和所述三维模型的模型数据。
[0087]为了方便上述GPU建立三维模型，通过所述CPU将获取所述GPU建立的三维模型发送至与所述CPU连接的显示单元；
[0088]通过所述显示单元显示所述CPU发送的已建立好的所述三维模型。
[0089]本