Система сканирования трехмерных объектов

Полезная модель относится к системам создания и распознания объектов, в частности к системам сканирования трехмерных объектов. Технической задачей на решение, которой направлена полезная модель, является обеспечение возможности сканирования объектов различного размера, распознание и наложение текстуры на объект с дальнейшей возможностью ее обработки. Поставленная техническая задача решается тем, что система лазерного сканирования трехмерных объектов, содержащая компьютер, корпус, внутри которого установлена видеокамера и лазерный уровень, согласно предложенной полезной модели, снабжена размещенными внутри корпуса вращающейся площадкой и калибровочным углом, выполненным в виде системы из двух перпендикулярных пластин, на каждой из которых нанесены маркеры для калибровки камеры и сохранения масштаба сканируемого объекта, видеокамера установлена внутри корпуса с возможностью перемещения, лазерный уровень установлен с возможностью перемещения в верхней части корпуса напротив калибровочного угла и над видеокамерой, при этом угол между лазерной плоскостью и плоскостью съемки видеокамеры составляет от 27 до 42 градусов, вращающаяся площадка размещена в нижней части корпуса и соединена с электродвигателем, внутри корпуса установлена система освещения, которая включает, по меньшей мере, три источника света, размещенных над калибровочным углом и в нижних его углах. Корпус выполнен с выводами для подключения к сети, с, по меньшей мере, одной дверью, с боковыми стенками, к которым с возможностью перемещения прикреплены дополнительные стенки для увеличения размера корпуса. Техническим результатом, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявленной совокупностью признаков, является высокая точность и сохранение масштаба сканирования, возможность распознания и наложения текстуры на объект с дальнейшей возможностью ее обработки.

Полезная модель относится к системам создания и распознания объектов, в частности к системам сканирования трехмерных объектов.

Известно сканирующее устройство, содержащее контроллер для управления лазерным лучом, лазер, устройство с функциями получать отраженный лазерный луч и передавать информацию на контроллер. (Патент США US 7583365, МПК G01C 3/08, опубл. 01.09.2009 Г.)

Известным устройством не обеспечивается необходимая четкость сканируемого объекта, возможны помехи при сканировании мелких деталей, к недостаткам можно отнести также отсутствие полной автоматизации процесса сканирования и возможности сканировать объекты большого масштаба.

Технической задачей на решение, которой направлена полезная модель, является обеспечение возможности сканирования объектов различного размера, распознание и наложение текстуры на объект с дальнейшей возможностью ее обработки.

Поставленная техническая задача решается тем, что система лазерного сканирования трехмерных объектов, содержащая компьютер, корпус, внутри которого установлена видеокамера и лазерный уровень, согласно предложенной полезной модели, снабжена размещенными внутри корпуса вращающейся площадкой и калибровочным углом, выполненным в виде системы из двух перпендикулярных пластин, на каждой из которых нанесены маркеры для калибровки камеры и сохранения масштаба сканируемого объекта, видеокамера установлена внутри корпуса с возможностью перемещения, лазерный уровень установлен с возможностью перемещения в верхней части корпуса напротив калибровочного угла и над видеокамерой, при этом угол между лазерной плоскостью и плоскостью съемки видеокамеры составляет от 27 до 42 градусов, вращающаяся площадка размещена в нижней части корпуса и соединена с электродвигателем, внутри корпуса установлена система освещения.

Кроме того, система освещения включает, по меньшей мере, три источника света, размещенных над калибровочным углом и в нижних его углах.

Кроме того, корпус выполнен с выводами для подключения к сети.

Кроме того, корпус выполнен с, по меньшей мере, одной дверью.

Кроме того, корпус выполнен с боковыми стенками, к которым с возможностью перемещения прикреплены дополнительные стенки для увеличения размера корпуса

Техническим результатом, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявленной совокупностью признаков, является высокая точность и сохранение масштаба сканирования, возможность распознания и наложения текстуры на объект с дальнейшей возможностью ее обработки.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется рисунком, где на фиг.1 представлена блок-схема заявляемой системы.

Позиции фиг.1:

1 - выводы для подключения к сети

2 - корпус

3 - компьютер

4 - калибровочный угол

5 - лазерный уровень

6 - видеокамера

7 - система освещения

8 - вращающаяся площадка

Система лазерного сканирования трехмерных объектов (фиг.1) включает компьютер 3, корпус 2 с выводами 1 для подключения к сети и к компьютеру 3.

Корпус выполнен с выводами для подключения к сети, что необходимо для энергообеспечения системы освещения и шаговых двигателей. Корпус выполнен с, по меньшей мере, одной дверью для доступа к внутреннему пространству корпуса с целью установки сканируемого объекта и замены неисправного оборудования. Корпус 2 выполнен с боковыми стенками, к которым с возможностью перемещения прикреплены дополнительные стенки для увеличения размера корпуса. Дополнительные стенки могут крепиться к основным боковым стенками, например с помощью ползунков. Предложенное конструктивное выполнение корпуса позволяет значительно увеличить внутренний объем корпуса и тем самым обеспечивает возможность сканировать объекты большого масштаба. Корпус может быть выполнен металлическим или пластмассовым.

Внутри корпуса 2 установлены видеокамера 6, лазерный уровень 5, калибровочный угол 4, вращающаяся площадка 8, система 7 освещения.

Видеокамера 6 установлена внутри корпуса с возможностью перемещения. В качестве видеокамеры может быть использована и веб-камера.

Вращающаяся площадка 8 размещена в нижней части корпуса 2 и соединена с электродвигателем, который обеспечивает вращение площадки с размещенным на ней объектом сканирования.

Лазерный уровень 5 установлен с возможностью перемещения в верхней части корпуса 2 напротив калибровочного угла 4 и над видеокамерой 6. При этом угол между лазерной плоскостью и плоскостью съемки видеокамеры составляет от 27 до 42 градусов. Такой диапазон обусловлен передвижением камеры по нижней площадке. Лазерный уровень 5 крепится на раздвижном штативе в верхней его части и приводится в движение при помощи шаговых двигателей, обеспечивающих движение лазера по объекту вверх/вниз.

Внутри корпуса установлена система 7 освещения, которая включает, по меньшей мере, три источника света, размещенных над калибровочным углом 4 и в его нижних углах. Система освещения обеспечивает равномерное освещение объекта и необходима для передачи текстуры сканируемого объекта при помощи видеокамеры.

Калибровочный угол 4 является основным элементом системы, с которым связаны все элементы системы. Калибровочный угол 4 выполнен в виде системы из двух перпендикулярных пластин, на каждой из которых нанесены маркеры для калибровки камеры и сохранения масштаба сканируемого объекта. Наличие отдельного калибровочного угла 4 позволяет сохранять масштаб и высокую точность сканирования.

При сканировании объект устанавливается на вращающуюся площадку 8, установленную на нижней части системы. Площадка приводится в движения благодаря шаговым двигателям. Видеокамеру 6 устанавливают и фиксируют ее положение относительно сканируемого объекта, так, чтобы калибровочный угол 4 попадал в область съемки видеокамеры 6.

Лазерный уровень 5 устанавливается в верхней части корпуса напротив калибровочного угла 4 и непосредственно над видеокамерой 6 так, чтобы соблюдался угол между лазерной плоскостью и плоскостью съемки камеры от 27 до 42 градусов, такой диапазон обусловлен передвижением видеокамеры по нижней площадке. Результаты сканирования передаются для обработки на компьютер, который используется для контроля работы системы, корректировки ошибок.

Предложенная система надежна, компактна, мобильна, благодаря тому, что все элементы системы, обеспечивающие сканирование трехмерных объектов заключены в отдельный корпус.

1. Система лазерного сканирования трехмерных объектов, содержащая компьютер, корпус, внутри которого установлена видеокамера и лазерный уровень, отличающаяся тем, что система снабжена размещенными внутри корпуса вращающейся площадкой и калибровочным углом, выполненным в виде системы из двух перпендикулярных пластин, на каждой из которых нанесены маркеры для калибровки камеры и сохранения масштаба сканируемого объекта, видеокамера установлена внутри корпуса с возможностью перемещения, лазерный уровень установлен с возможностью перемещения в верхней части корпуса напротив калибровочного угла и над видеокамерой, при этом угол между лазерной плоскостью и плоскостью съемки видеокамеры составляет от 27 до 42º, вращающаяся площадка размещена в нижней части корпуса и соединена с электродвигателем, внутри корпуса установлена система освещения, которая включает, по меньшей мере, три источника света, размещенных над калибровочным углом и в его нижних углах.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен с выводами для подключения к сети.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен с, по меньшей мере, одной дверью.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен с боковыми стенками, к которым с возможностью перемещения прикреплены дополнительные стенки для увеличения размера корпуса.