[发明专利]3D扫描以及定位系统

摘要

一种用于获得关于表面的三维信息的系统，所述系统包括感测装置，所述感测装置具有用于在所述表面上提供经投射图形的图形投影仪；以及用于从一个视点获取所述表面的2D图像的相机，其中，参考目标集中的至少一个目标以及所述经投射图形的至少一部分在所述2D图像上是清楚的；存储器，所述存储器用于校准数据；图像处理器，所述图像处理器用于从所述2D图像提取所述经投射图形的表面点以及目标轮廓的2D图像坐标；3D表面点计算器，所述3D表面点计算器用于根据所述表面点的所述2D图像坐标计算所述表面点的3D坐标；3D目标计算器，所述3D目标计算器用于计算所述参考目标的3D位置和/或实际定向。

主权项

一种用于获得与具有至少一个参考目标的参考目标集的表面有关的三维信息的系统，每一参考目标被设置在所述表面的环境与所述表面两者之一上的固定位置处，所述系统包括：感测装置，所述感测装置具有：图形投影仪，所述图形投影仪用于在所述表面上提供经投射图形；相机，所述相机用于从一个视点获取所述表面的2D图像，所述相机与所述图形投影仪协作，其中，所述参考目标集中的至少一个目标以及所述经投射图形的至少一部分在所述2D图像上是清楚的；用于校准数据的存储器，所述校准数据包含所述相机以及所述图形投影仪的外部参数以及内部参数；图像处理器，所述图像处理器用于从所述2D图像提取所述经投射图形的表面点以及目标轮廓的2D图像坐标；3D表面点计算器，所述3D表面点计算器用于使用所述校准数据根据所述表面点的所述2D图像坐标计算所述表面点的3D坐标；3D目标计算器，所述3D目标计算器用于计算所述参考目标的3D位置，其中，所述3D目标计算器被适配为执行以下步骤以获取所述3D位置：使用所述目标轮廓的所述2D图像坐标以及所述表面点的所述3D坐标识别位于所述目标周围的相邻表面点；从所述3D表面点计算器获取所述相邻表面点的3D坐标；在所述相邻表面点的所述3D坐标上拟合表面部分模型；以及通过识别所述表面部分模型上的位置确定所述3D位置，其中，所述表面部分模型是源自所述相机、并经过从所述目标轮廓获得的点的射线的交点。