一種3D掃描設備及掃描方法技術

本發明專利技術公開了一種3D掃描設備，用以實現對被測物進行三維掃描、成像和網絡發布，該設備包括：用以實現放置被測物并帶動被測物勻速按不同速度旋轉的旋轉平臺；用以對被測物進行掃描拍攝并得到掃描圖像的掃描器，該掃描器與旋轉平臺之間具有一定距離且該掃描器可在與旋轉平臺的軸向方向相平行的方向上進行往復移動；用以測量被測物高度的測距儀，該測距儀設置在旋轉平臺的上方；用以實現對所述旋轉平臺、掃描器和測距儀進行控制的控制器。該技術實現了對被測物進行螺旋式掃描成像，并通過控制器將掃描的圖像進行處理形成3D模型并輸出到顯示終端。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及掃描
，尤其是一種3D掃描設備及掃描方法。
技術介紹
三維掃描設備涉及機械、光學和電子方面的綜合知識。它可以將掃描對象的外形轉化為計算機能夠識別的數字信號，然后通過相關的計算和處理，建立對象的三維模型，并直觀地在輸出設備上顯示出來。在3D打印、服裝設計和醫療衛生行業具有廣泛的應用前景。隨著人們生活節奏的加快，各種設備應具有操作方便，結構簡單，執行時間短的特點。此外，現代人們對產品的功能有著多樣化的追求，三維掃描設備也應如此。國內的三維掃描技術起步較晚，相應的掃描設備使用繁瑣，需要專業人員操作，對掃描對象和使用環境有一定的要求，并且功能不夠完善，不利于三維掃描技術的推廣和應用。有關三維掃描設備的專利如下：申請號為201420736442.8的“一種智能3D掃描儀”的技術專利不能掃描體積較大的對象；浙江工業大學申請的申請號為201410282906.7的“三維掃描系統及掃描方法”的專利技術專利，被掃描對象置于一個轉盤上，轉盤每轉過一定角度就停下，然后攝像頭對被掃描對象進行拍照，例如取每次轉動角度為30°，則一次完整的掃描需要轉動12次才可以全方位獲取對象的信息，屬于間斷的拍照式測量，掃描比較費時，并且掃描對象也僅限于小物體；為了掃描體積較大的對象，就需要從上到下依次進行掃描。從目前相關專利來看，實現方法有兩種：一種是在垂直方向上布置多個攝像頭，如，上海衣得體信息科技有限公司申請的申請號為201410555000.8的“一種人體三維掃描儀”專利技術專利，在一個長方體支架周圍四個棱角處安裝有相同的掃描設備，每一處的掃描設備由四臺在垂直方向上等間距布置的紅外攝像頭組成，雖然掃描速度較快，但由于使用多個攝像頭，成本較高。又如西安非凡士機器人科技有限公司申請的申請號為201420430356.4的“一種基于結構光技術的三維人體測量裝置”技術專利以及北京博維恒信科技發展有限公司申請的申請號為201310140934.0的“多機位快速人體三維掃描系統”專利技術專利都需要使用多個攝像頭，同樣耗費成本，并且使用時，需要布置各套掃描設備的方位，使用不便。另一種方法是讓攝像頭相對于被掃描對象在垂直方向上移動，如，重慶旭禾科技有限公司申請的申請號為201310619351.6的“三維掃描儀及使用該三維掃描儀進行掃描的方法”專利技術專利，被掃描對象也是置于一個轉盤上，攝像頭在直立的導軌上可以上下滑動，攝像頭每降低一定高度就停下，然后轉盤轉動一圈，使攝像頭可以掃描到對象當前層的全周圖像，然而這種方式也屬于一種間斷的拍照式測量，比較耗時；申請號為201420401632.4的“一種新型的人體三維掃描儀系統”技術專利和泉州美時美刻電子科技有限公司申請的申請號為201420401632.4的“一種3D全自動掃描裝置”技術專利也是通過攝像頭移動，這兩種裝置結構較為復雜，安裝和維修不便，且需要人工修復或者操作。以上的問題在實際的生產和使用過程中難以滿足使用要求，并且這些問題亟待解決。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，本專利技術提出一種3D掃描設備，其目的是能夠降低掃描設備的成本，提高掃描速度，實現自動化和多功能化。本專利技術的另外一個方面是提出一種掃描方法，實現3D物體掃描并形成3D模型。為了解決上述的技術問題，本專利技術提出的基本技術方案為：一種3D掃描設備，用以實現對被測物進行三維掃描、成像和網絡發布，該設備包括：用以實現放置被測物并帶動被測物勻速旋轉的旋轉平臺；用以對被測物進行掃描拍攝并得到掃描圖像的掃描器，該掃描器與旋轉平臺之間具有一定距離且該掃描器可在與旋轉平臺的軸向方向相平行的方向上進行往復移動；用以測量被測物高度的測距儀，該測距儀設置在旋轉平臺的上方；用以實現對所述旋轉平臺、掃描器和測距儀進行控制的控制器。進一步的，在旋轉平臺內設置有脂肪測量模塊用以實現對放置于旋轉平臺上的被測物的重量、脂肪含量并傳輸至控制器。進一步的，所述脂肪測量模塊包括4個均布在所述旋轉平臺上的傳感器。進一步的，所述控制器包括：圖形處理模塊，用以接收和處理所述掃描器傳輸的掃描圖像并得到三維模型；數據傳輸模塊，用以接收掃描器發送的信息以及接收外界的控制終端的控制指令；以及運動控制模塊，用以控制所述掃描器往復運動和控制所述旋轉平臺旋轉。進一步的，所述旋轉平臺設置在一支座的前端，在旋轉平臺的軸心處連接第一伺服電機用以控制旋轉平臺轉動，該第一伺服電機收容在支座的容納空腔內。進一步的，在支座與所述旋轉平臺相對的一側固定有與支座垂直布置的第一支架；該第一支架設置有導槽，在導槽內設置有固定器，該固定器由安裝在該導槽內的傳送帶控制進行往復運動，傳送帶的一端連接至收容在支座的容納空腔內的第二伺服電機，所述掃描器固定在該固定器內。進一步的，所述控制器收容在支座的容納空腔，其位于與第一伺服電機的另一側。進一步的，在支座靠近第一支架的一側設置有呈曲線型的第二支架，該第二支架具有延伸至所述旋轉平臺上方的延伸部，所述測距儀安裝在該延伸部的前端。進一步的，所述設備具有顯示終端，該顯示終端通過有線或者無線通信連接所述的控制器。本專利技術提出的另一個方面為一種掃描方法，用以對被測物進行連接掃描拍攝并得到三維模型；包括步驟：a)提供一個能夠實現放置被測物和能夠帶動該被測物旋轉的旋轉平臺；b)提供能夠實現對被測物進行掃描的掃描器和能夠對掃描器的掃描圖像進行3D成像的控制器；c)將被測物放置于旋轉平臺，該旋轉平臺帶動被測物勻速旋轉；d)掃描器和旋轉平臺的移動速度保持一定的協同運動關系；e)掃描器由上方開始向下移動，當移動到距離被測物頂部一定距離的位置處開始對被測物進行掃描，并得到第一面的第一層的圖像；隨著被測物的旋轉和掃描器的下移，得到第二面的第一層的圖像，如此反復得到被測物的每個面的每一層圖像并傳輸到控制器，由控制器處理得到被測物的三維模型。具體，本掃描方法中，掃描過程是連續向下的，相對于被測物來說，掃描器的運動軌跡是螺旋形的。通過掃描器得到被測物的圖形點陣，并進行三維重建，生成三維模型。本專利技術的有益效果是：本專利技術的技術手段通過可以往復移動的掃描器和旋轉平臺，實現對被測物掃描成像，該技術通過對被測物進行螺旋式掃描成像，并通過控制器將掃描的圖像進行處理形成3D模型并輸出到顯示終端中。另外，本專利技術中還具有脂肪測量模塊和測距儀，通過這兩個儀器實現了3D掃描儀多功能測量。附圖說明圖1為本專利技術一種3D掃描設備的結構示意圖；圖2為本專利技術的支座的結構示意圖；圖3為顯示終端的外型示意圖；圖4為本專利技術的一種3D掃描設備的電路連接示意圖；圖5為3D掃描設備掃描時的掃描過程示意圖；圖6為3D掃描設備在掃描時的模擬線路圖。具體實施方式以下將結合附圖1至附圖6對本專利技術做進一步的說明，但不應以此來限制本專利技術的保護范圍。為了方便說明和理解本專利技術的技術方案，以下使用的方位詞均以附圖顯示的方向為準。對照附圖1至附圖6：本專利技術一種3D掃描設備，包括支座10，在支座10的左側設置第一支架20，該第一支架20與所述的支座10垂直設置。在與該第一支架20同側的位置處，設置有第二支架30，該第二支架30具有位于支座10的上方的延伸部301，該延伸部301的高度至少等于第一支本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種3D掃描設備，用以實現對被測物進行三維掃描并形成3D圖像，其特征在于，該設備包括：用以實現放置被測物并帶動被測物按勻速旋轉的旋轉平臺；用以對被測物進行掃描拍攝并得到掃描圖像的掃描器，該掃描器與旋轉平臺之間具有一定距離且該掃描器可在與旋轉平臺的軸向方向相平行的方向上進行往復移動；用以測量被測物高度的測距儀，該測距儀設置在旋轉平臺的上方；用以實現對所述旋轉平臺、掃描器和測距儀進行控制的控制器。

【技術特征摘要】
1.一種3D掃描設備，用以實現對被測物進行三維掃描并形成3D圖像，其特征在于，該設備包括：用以實現放置被測物并帶動被測物按勻速旋轉的旋轉平臺；用以對被測物進行掃描拍攝并得到掃描圖像的掃描器，該掃描器與旋轉平臺之間具有一定距離且該掃描器可在與旋轉平臺的軸向方向相平行的方向上進行往復移動；用以測量被測物高度的測距儀，該測距儀設置在旋轉平臺的上方；用以實現對所述旋轉平臺、掃描器和測距儀進行控制的控制器。2.如權利要求1所述的一種3D掃描設備，其特征在于：在旋轉平臺內設置有脂肪測量模塊用以實現對放置于旋轉平臺上的被測物的重量、脂肪含量并傳輸至控制器。3.如權利要求2所述的一種3D掃描設備，其特征在于：所述脂肪測量模塊包括4個均布在所述旋轉平臺上的傳感器。4.如權利要求1所述的一種3D掃描設備，其特征在于，所述控制器包括：圖形處理模塊，用以接收和處理所述掃描器傳輸的掃描圖像并得到三維模型；數據傳輸模塊，用以接收掃描器發送的信息以及接收外界的控制終端的控制指令；以及運動控制模塊，用以控制所述掃描器往復運動和控制所述旋轉平臺旋轉。5.如權利要求4所述的一種3D掃描設備，其特征在于：所述旋轉平臺設置在一支座的前端，在旋轉平臺的軸心處連接第一伺服電機用以控制旋轉平臺轉動，該第一伺服電機收容在支座的容納空腔內。6.如權利要求5所述的一種3D掃描設備，其特征在于：在支座與所述旋轉平臺相對的一側固定有與支座垂直布置的第...

【專利技術屬性】
技術研發人員：冷如鋒，
申請(專利權)人：摩多數據深圳有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44