[发明专利]基于基元的三维自动扫描方法及系统

说明书

本发明涉及基于基元的三维自动扫描方法及系统，根据对象物的三维扫描数据推定对象物的三维模型，利用与至少一个基元的拟合(fitting)识别三维模型的形状，根据用于形状识别的至少一个基元与三维模型的形状之间的近似度评价关于三维模型的各表面点的可信度，在根据各表面点的可信度确定的一系列视角(view)扫描对象物，提高对象物的三维扫描的准确度且能够减少扫描所需的时间。

技术领域

本发明涉及自动地反复实施对对象物的三维扫描直到满足可信度为止的三维自动扫描方法及系统。

背景技术

三维扫描仪是指利用图像传感器生成表示对象物的三维形状的三维模型的装置。三维扫描方式分为人员手持扫描仪调整着其位置扫描对象物的各个部位的手动方式及通过机器人等自动调整着扫描仪或对象物的位置扫描对象物的各个部位的自动方式。手动方式由于人员任意判断设定扫描仪的位置，因此具有扫描数据的准确度低且不必要的反复扫描多的问题。

自动方式虽然能够在一定程度上解决手动方式的问题，但按照预先指定的位置或路径调整着扫描仪或对象物的位置反复对对象物进行扫描，因此具有扫描数据的准确度偏差随着对象物的形状非常严重的问题。因此，现有的自动方式大部分在像工厂检查大量生产的产品的情况等作为扫描对象的对象物已经被限定的情况下，作为与之相符地预先确定扫描位置并检查对象物的用途使用。

近来的自动方式在探索通过数学计算算出用于扫描任意对象物的扫描仪的移动路径。该方式根据关于对象物的已扫描形状的曲面的完成度算出扫描仪的移动路径，因此具有不适于扫描机械部件等包括多个平面且形状急剧变化的部分多的对象物的问题。利用该方式扫描包括多个平面且形状急剧变化的部分多的机械部件的情况下，三维扫描的准确度非常低，扫描仪停留于形状急剧变化的部分持续反复进行扫描，因此具有扫描所需的时间非常长的问题。

发明内容

技术问题

目的在于提供一种利用与至少一个基元的拟合(fitting)识别对象物的三维模型的形状以提高三维扫描的准确度且能够减少扫描所需的时间的基于基元的三维自动扫描方法及系统。并且，目的在于提供一种对无法或难以物理扫描的部分也能够大幅提高三维模型的准确度的基于基元的三维自动扫描方法及系统。并且，目的在于提供一种能够解决对对象物的表面变化急剧的部分持续反复扫描的现有扫描技术的问题的基于基元的三维自动扫描方法及系统。

不限于如上所述的技术课题，可从以下说明导出其他技术课题。

技术方案

根据本发明的一个方面的三维自动扫描方法包括：根据对象物的三维扫描数据推定所述对象物的三维模型的步骤；利用与至少一个基元的拟合(fitting)识别推定的所述三维模型的形状的步骤；根据用于所述形状的识别的至少一个基元与推定的所述三维模型的形状之间的近似度评价关于推定的所述三维模型的各表面点的可信度的步骤；以及在根据所述各表面点的可信度确定的一系列视角(view)扫描所述对象物的步骤。

识别所述形状的步骤可检测与所述三维模型的形状拟合(fitted)的至少一个基元，利用检测的所述至少一个基元识别推定的所述三维模型的形状。

识别所述形状的步骤能够从所述三维模型的表面中存在所述三维扫描数据的扫描点的区域检测与所述三维模型的形状拟合的至少一个基元。

所述三维自动扫描方法还可以包括将所述三维模型修正成与检测的所述至少一个基元的形状相符的步骤。

评价所述可信度的步骤可根据修正的所述三维模型的基元区域的表面点与推定的所述三维模型的表面点之间的距离与法线方向差异评价关于推定的所述三维模型的各表面点的可信度。