恭喜上海模高信息科技有限公司宋紫微获国家专利权
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龙图腾网恭喜上海模高信息科技有限公司申请的专利基于可见光的手持式三维扫描系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119394183B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411979299.X,技术领域涉及:G01B11/00;该发明授权基于可见光的手持式三维扫描系统是由宋紫微设计研发完成,并于2024-12-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于可见光的手持式三维扫描系统在说明书摘要公布了:本发明公开了基于可见光的手持式三维扫描系统,属于电子扫描技术领域,包括:校准模块、自适应调节模块、三维扫描模块和存储模块;所述校准模块用于利用已知的参照物对三维扫描仪进行校准;所述自适应调节模块用于根据目标物体的材质和表面特性,自动优化扫描参数,以适应不同材质的表面特性;所述三维扫描模块实时获取目标物体表面的多角度的反射图像,识别图像中目标物体表面的几何信息,构建目标物体的三维表面模型,通过多角度图像的融合减小模型与目标物体之间的误差,提高三维模型的精度,并捕捉目标物体的纹理信息,增强模型的逼真效果;所述存储模块用于存储扫描过程中生成的数据,并根据存储数据建立高效的数据索引。
本发明授权基于可见光的手持式三维扫描系统在权利要求书中公布了:1.基于可见光的手持式三维扫描系统,其特征在于,包括:校准模块、自适应调节模块、三维扫描模块和存储模块;所述校准模块用于利用已知的参照物对三维扫描仪进行校准;所述自适应调节模块用于根据目标物体的材质和表面特性,自动优化扫描参数;所述三维扫描模块实时获取目标物体表面的多角度的反射图像,识别图像中目标物体表面的几何信息,构建目标物体的三维表面模型;所述存储模块用于存储扫描过程中生成的数据,并根据存储数据建立数据索引;所述三维扫描模块包括特征提取单元、模型构建单元和纹理定位单元;所述特征提取单元用于获取所述目标物体表面的多角度的反射图像,识别图像中目标物体表面的几何信息,生成特征点集合;所述模型构建单元用于对所述目标物体的多角度图像信息中的特征点集合进行匹配,构建三维表面模型;所述纹理定位单元用于获取所述目标物体的纹理图像,并提取所述纹理图像中的纹理信息,将所述纹理信息映射到所述三维表面模型上;纹理信息映射的具体步骤包括:同步获取目标物体的纹理图像,对纹理图像进行预处理;利用Canny边缘检测算法和Harris角点检测算法,生成纹理图像的特征点集合;获取第二图像的特征点集合,计算所述纹理图像和所述第二图像中各个特征点的相似度;设置一个纹理相似阈值,筛选出满足条件的纹理匹配点对,并生成纹理匹配集合;其中,为第二图像上第个像素点,为纹理图像上第个像素点;通过最小二乘法计算出仿射变换矩阵,使得,并基于三维点云数据集,计算出纹理坐标集;利用双线性插值计算三维表面模型中任意插值点的纹理坐标;其中,对于三维表面模型上的任意点可通过仿射变换计算得到对应的纹理坐标,,、、、、、为仿射变换的参数,为三维点云数据集中的三维坐标集;利用双线性插值计算三维表面模型中其他点的纹理坐标;确定四个已知点、、、,这四个已知点为三维表面模型上的顶点,并且已经具有纹理坐标;获取一个待计算的插值点,点位于由、、、四个点构成的四面体内部或表面上,根据插值点与四个已知点,计算权重系数,使用权重系数和四个已知点的纹理坐标,通过加权平均的方法估算插值点的纹理坐标;表达式如下所示: ; ; ; ; ;式中,、、、分别为相对于点、、、的权重系数,为点的三维坐标,为点的纹理坐标,为点的三维坐标,为点的纹理坐标,为点的三维坐标,为点的纹理坐标,为点的三维坐标,为点的纹理坐标,为插值点的三维坐标,为插值点的纹理坐标;利用所述纹理图像中各个像素点的纹理坐标,提取所述纹理图像中的像素颜色值,并将所述像素颜色值应用到所述三维表面模型的对应点上,生成带有纹理信息的三维表面模型;对纹理图像进行预处理的具体步骤包括:遍历所述纹理图像中的像素点,记录像素点的坐标以及颜色值RGB;以所述纹理图像中的待判断像素点为中心定义邻域窗口,获取所述邻域内的相似像素点,并计算所述待判断像素点的相似比;将所述邻域内的像素转化为灰度值,计算所述待判断像素点的梯度幅值;设定相似阈值为、梯度幅值阈值,判断所述待判断像素点是否为纹理像素点;若且,所述待判断像素点为纹理像素点;否则,所述待判断像素点为非纹理像素点;遍历所述纹理图像中的像素点,构建纹理集合和非纹理集合;获取三维扫描仪从其他角度拍摄的纹理图像集合,提取与所述非纹理像素点相匹配的补正像素点,并判断所述补正像素点是否为纹理像素点;若所述补正像素点为纹理像素点,利用所述补正像素点进行颜色值的补正,并更新纹理集合,直至遍历所述纹理图像集合;否则,计算邻域内的纹理像素点的平均值,进行颜色值的补正,并更新纹理集合;将包含纹理像素信息的纹理集合转化为纹理图像。
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