三维扫描方法、三维扫描仪及存储介质与流程

本申请涉及三维扫描，尤其涉及一种三维扫描方法、三维扫描仪及存储介质。

背景技术：

1、一种三维扫描仪用于向待测物体表面发射结构光，并通过相机采集待测物体表面反射的检测光以最终获取待测物体的三维结构信息。

2、随着工业高质量发展，结构复杂、材质多元（如金属、陶瓷等）的待测物体占比越来越高。不同材质的待测物体对结构光的吸收与反射特性存在显著差异，主要表现在反射率不同以及对不同强度结构光反射光强的不一致性。当结构光照射至待测物体的表面时，经待测物体的表面吸收与反射后生成的检测光强度受到待测物体表面的材质干扰。因此，对于材质多元的待测物体，检测光往往并不能准确地反应待测物体表面的光强变化。

3、例如，对于一些强反光材质的待测物体，当结构光投射到待测物体的表面时发生镜面反射，反射形成的检测光光强太强，造成三维扫描仪内相机图像传感器饱和，丢失高亮区域的条纹信息。再例如，对于一些强吸光材质的待测物体，当结构光投射到待测物体的表面时，待测物体的表面的反射率较低，则会造成反射形成的检测光的光强过低，相机采集的条纹图像过暗，后续解相位时易引入较大的误差，降低三维结构信息的测量精度。

技术实现思路

1、本申请第一方面提供一种三维扫描方法，应用于三维扫描仪，所述三维扫描仪包括投光模块和图像采集模块；所述三维扫描方法包括：控制所述投光模块投射第一结构光；控制图像采集模块采集待测物体表面根据所述第一结构光反射的第一检测光，并根据所述第一检测光生成第一条纹图像；获取所述第一条纹图像的图像质量特征，根据所述图像质量特征调节所述投光模块和/或所述图像采集模块的工作参数；以及基于所述工作参数控制所述投光模块和所述图像采集模块工作，以获取所述待测物体的三维结构信息。

2、本申请第二方面提供一种三维扫描仪，包括：投光模块，用于发射结构光；图像采集模块，用于采集待测物体的表面根据所述结构光反射的检测光，并根据所述检测光生成条纹图像；以及控制模块，分别电连接所述投光模块和所述图像采集模块，所述控制模块包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时使得所述控制模块实现如上述的三维扫描方法的步骤。

3、本申请第三方面提供一种存储介质，存储有计算程序，所述计算机程序在被执行时实现如上述的三维扫描方法的步骤。

4、上述三维扫描方法、三维扫描仪及存储介质，根据条纹图像的图像质量特征调节投光模块和/或图像采集模块的工作参数，使得三维扫描仪在扫描待测物体的过程中依据待测物体表面的不同材质实时地调节投射出的结构光强度和/或采集到的检测光的强度，以适应待测物体表面材质的变化，有利于实现对不同材质光学测量时的均一性，后续对第二条纹图像的解相位过程更准确，可获取数据量多的三维点，实现不同材质待测物体的高精度、高精密度检测，提升三维结构信息的准确性。因此，本申请实施例的三维扫描方法、三维扫描仪及存储介质，通过自适应优化检测过程，可适配待测物体表面多元材料在光学特性上的差异。

技术特征：

1.一种三维扫描方法，其特征在于，应用于三维扫描仪，所述三维扫描仪包括投光模块和图像采集模块；

2.如权利要求1所述的三维扫描方法，其特征在于，所述三维扫描仪预存有多个工作档位，各个所述工作档位具有不同的所述工作参数；

3.如权利要求2所述的三维扫描方法，其特征在于，所述图像质量特征包括清晰度、图像过曝像素数及黑白条纹对比度的其中之一或任意组合。

4.如权利要求3所述的三维扫描方法，其特征在于，所述图像质量特征包括清晰度、图像过曝像素数及黑白条纹对比度；

5. 如权利要求4所述的三维扫描方法，其特征在于，所述根据所述黑白条纹对比度和所述图像过曝像素数确定所述三维扫描仪的目标工作档位的步骤，包括：

6.如权利要求5所述的三维扫描方法，其特征在于，所述从所述备选档位开始将所述三维扫描仪切换至不同工作档位的步骤，包括：

7.如权利要求5所述的三维扫描方法，其特征在于，所述根据第二次序下当前工作档位时所述第一条纹图像的图像过曝像素数，和第二次序下当前工作档位与第二次序下邻近的后一工作档位时所述第一条纹图像的黑白条纹对比度的大小关系，确定以所述第二次序下当前工作档位或所述第二次序下邻近的后一工作档位作为所述三维扫描仪的目标工作档位的步骤，包括：

8.如权利要求2所述的三维扫描方法，其特征在于，所述工作参数包括发光强度、相机曝光时间及相机增益的其中之一或任意组合。

9.如权利要求8所述的三维扫描方法，其特征在于，所述工作参数包括发光强度、相机曝光时间及相机增益；

10.如权利要求2所述的三维扫描方法，其特征在于，所述三维扫描仪工作于多个扫描时段，所述三维扫描仪在所述多个扫描时段中的至少两个扫描时段基于不同的工作档位扫描所述待测物体。

11.一种三维扫描仪，其特征在于，包括：

12.一种存储介质，存储有计算程序，其特征在于，所述计算机程序在被执行时实现如权利要求1-10中任一项所述的三维扫描方法的步骤。

技术总结本申请提供一种三维扫描方法，应用于三维扫描仪，所述三维扫描仪包括投光模块和图像采集模块；所述三维扫描方法包括：控制所述投光模块投射第一结构光；控制图像采集模块采集待测物体表面根据所述第一结构光反射的第一检测光，并根据所述第一检测光生成第一条纹图像；获取所述第一条纹图像的图像质量特征，根据所述图像质量特征调节所述投光模块和/或所述图像采集模块的工作参数；以及基于所述工作参数控制所述投光模块和所述图像采集模块工作，以获取所述待测物体的三维结构信息。本申请实施例的三维扫描方法通过自适应优化检测过程，可适配待测物体表面多元材料在光学特性上的差异。本申请还提供一种三维扫描仪及存储介质。技术研发人员：江腾飞,牛涛,赵晓波,李仁举,孙安玉,王文斌,李洲强,居冰峰,朱吴乐,黄磊杰,张健受保护的技术使用者：先临三维科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5