用于表面特征自适应性三维扫描的系统

摘要

在此提供了多种系统和方法，用于获取一个物体的三维表面的几何结构特征和/或纹理特征。一个图案被投影到所述物体的一个表面上。获得所述物体的一个基础2D图像；获得所述物体的一个特征2D图像；从所述基础2D图像、从所述投影的图案在所述物体上的反射中提取多个2D表面点；在一个传感器坐标系中使用所述2D表面点来计算多个3D表面点的一个集合；并且提取2D表面几何/纹理特征的一个集合。

主权项

一种用于获取代表物体的多个表面点的数据的系统，所述系统包括：一个传感装置，该传感装置具有：一个图案投影器，该图案投影器用于在所述物体的一个表面上提供一个投影的图案；至少一个基础照相机，该基础照相机用于以一种基础分辨率来获取代表所述物体至少一部分上的一个基础2D图像的基础2D图像数据；以及一个特征照相机，该特征照相机用于获取代表所述物体的至少一部分的一个特征图像的特征图像数据；所述特征照相机是一个纹理照相机以及一个高分辨率照相机中的至少一个，所述纹理照相机是适配为捕获关于所述物体的所述部分的特征纹理信息的一种照相机，所述高分辨率照相机是适配为在一个高分辨率捕获关于所述物体的所述部分的高分辨率信息的一种照相机，所述高分辨率是高于所述基础分辨率，所述投影的图案在所述基础图像上是清晰的，所述投影的图案的至少一部分在所述特征图像上是清晰的，在一个传感器坐标系中所述基础照相机、所述图案投影器以及所述特征照相机的一种空间关系是已知的，所述特征照相机和所述基础照相机是同步的，以使得所述基础照相机和所述特征照相机能够分别同时捕获所述基础2D图像数据和所述特征图像数据，同时所述图案由所述图案投影器投影到所述物体的所述表面上；一个基础图像处理器，该基础图像处理器用于从所述基础2D图像数据中提取2D点数据，这些2D点数据代表由所述投影的图案在所述表面上的一个反射所提供的多个2D表面点的至少一个集合；一个3D表面点计算器，该3D表面点计算器用于在所述传感器坐标系中使用所述代表该2D表面点集合的2D点数据来计算多个3D表面点的一个集合；一个特征图像处理器，该处理器用于，将所述3D表面点集合在数学意义上投影到所述特征图像数据 上以便获得所述3D表面点在所述特征图像数据中的一个位置，利用所述特征图像数据中的所述投影的3D表面点来引导对所述3D表面点集合的特征数据的提取，如果所述特征照相机为所述高分辨率照相机，则所述引导包括局部图像处理，如果所述特征照相机为所述纹理照相机，则所述引导通过在提取的所述特征数据上的所述投影的图案来避免干扰，以及利用所述提取的所述特征数据，如果所述特征照相机为所述高分辨率照相机，则获得所述3D表面点的至少一个细化的位置，如果所述特征照相机为所述纹理照相机，则获得所述3D表面点的纹理。