本實(shí)用新型涉及一種三維掃描系統(tǒng)，尤其涉及一種分時(shí)三維掃描系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，通過(guò)三維掃描獲得口腔內(nèi)部的三維數(shù)字化模型(或稱為口內(nèi)數(shù)字化印模)的技術(shù)路線主要包括口外掃描和口內(nèi)掃描兩種。口外掃描主要有兩種方法：掃描陽(yáng)模(例如，翻印的石膏等材質(zhì)制作的陽(yáng)模)和掃描印模(例如，硅膠等材質(zhì)制作的印模)。掃描石膏陽(yáng)模的方法需要醫(yī)生先獲取患者牙列的硅膠印模(陰模)，再對(duì)硅膠印模灌注石膏等材料，獲得牙列的石膏陽(yáng)模，最后通過(guò)三維掃描設(shè)備掃描該陽(yáng)模，獲得牙列的數(shù)字化印模。掃描硅膠印模的方法直接通過(guò)三維掃描設(shè)備掃描患者牙列的硅膠印模，不需要翻制石膏陽(yáng)模，簡(jiǎn)化了醫(yī)生的操作過(guò)程?？趦?nèi)掃描通常采用手持式三維掃描設(shè)備，直接掃描患者的口腔，獲得牙列的三維數(shù)字化模型，不需要獲取患者牙列的硅膠印模。

口內(nèi)掃描和口外掃描中通常采用結(jié)構(gòu)光(Structured Light)技術(shù)。如圖1所示，根據(jù)幾何形態(tài)，結(jié)構(gòu)光可以分為點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)光(例如，圖1-A所示)、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)光(例如，圖1-B所示)、條紋結(jié)構(gòu)光等。條紋結(jié)構(gòu)光在口內(nèi)掃描和口外掃描中均有廣泛應(yīng)用，根據(jù)編碼方式的不同，條紋結(jié)構(gòu)光包括空間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光(例如，圖1-C所示)、時(shí)間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光(例如，圖1-D所示)，以及空間域-時(shí)間域混合編碼的結(jié)構(gòu)光(例如，圖1-E所示)等。需要指出的是，圖1所示的內(nèi)容主要用于理解結(jié)構(gòu)光的不同幾何形態(tài)及其差別，并不意味著結(jié)構(gòu)光僅僅具有圖1所示的幾何形態(tài)，即不意味著點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)光只具有圖1-A所示的幾何形態(tài)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)光只具有圖1-B所示的幾何形態(tài)，空間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光只具有圖1-C所示的幾何形態(tài)，時(shí)間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光只具有圖1-D編碼的幾何形態(tài)，空間域-時(shí)間域混合編碼的結(jié)構(gòu)光只具有圖1-E所示的幾何形態(tài)。

當(dāng)使用條紋結(jié)構(gòu)光進(jìn)行三維掃描時(shí)，當(dāng)被掃描物體表面存在相對(duì)銳利的臺(tái)階面結(jié)構(gòu)(例如，備牙頸緣部分)時(shí)，如果條紋結(jié)構(gòu)光的方向與該臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向平行，則無(wú)法通過(guò)三維掃描獲得該臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的精確的三維數(shù)字化模型，其中條紋結(jié)構(gòu)光的方向?yàn)闂l紋結(jié)構(gòu)光的條紋所在的直線方向，臺(tái)階面結(jié)構(gòu)可以是直角臺(tái)階面結(jié)構(gòu)，也可以是弧度臺(tái)階面結(jié)構(gòu)，不管哪種臺(tái)階面結(jié)構(gòu)，臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向均為臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的切面(如圖2所示)方向。為此，需要調(diào)整被掃描物體、三維掃描設(shè)備的投影裝置和/或三維掃描設(shè)備的圖像獲取裝置之間的位置關(guān)系，使得條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向與臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向形成一定的角度(最優(yōu)角度為相互垂直)，從而獲得臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的精確的三維數(shù)字化模型。但是，位置關(guān)系的調(diào)整將影響三維掃描的效率，提升三維掃描操作的復(fù)雜性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述問(wèn)題，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種分時(shí)三維掃描系統(tǒng)，包括：第一圖像獲取裝置、第二圖像獲取裝置、投影裝置、時(shí)序控制電路，其中，時(shí)序控制電路與第一圖像獲取裝置、第二圖像獲取裝置和投影裝置通信連接。

第一圖像獲取裝置用于在第一時(shí)間內(nèi)獲取第一圖像數(shù)據(jù)。

第二圖像獲取裝置用于在第二時(shí)間內(nèi)獲取第二圖像數(shù)據(jù)。

投影裝置用于在第一時(shí)間內(nèi)投射第一條紋結(jié)構(gòu)光，以及在第二時(shí)間內(nèi)投射第二條紋結(jié)構(gòu)光。

在第一時(shí)間內(nèi)，時(shí)序控制電路控制投影裝置投射第一條紋結(jié)構(gòu)光，并且控制(例如同步控制)第一圖像獲取裝置獲取第一圖像數(shù)據(jù)；在第二時(shí)間內(nèi)，時(shí)序控制電路控制投影裝置投射第二條紋結(jié)構(gòu)光，并且控制(例如同步控制)第二圖像獲取裝置獲取第二圖像數(shù)據(jù)。

第一、第二圖像分別為第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光被投射到被測(cè)物體上的圖像。

第一基線與第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向垂直，其中第一基線為第一圖像獲取裝置與投影裝置的光心連線；第二基線與第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向垂直，其中第二基線為第二圖像獲取裝置與投影裝置的光心連線。

第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向和第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向之間存在角度。

進(jìn)一步的，第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向和第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向之間的角度大于等于30度，優(yōu)選的大于等于60度，最優(yōu)選的，角度為90度。

進(jìn)一步的，分時(shí)三維掃描系統(tǒng)根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)獲得被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型；或者三維分時(shí)掃描系統(tǒng)判斷第一圖像數(shù)據(jù)或第二圖像數(shù)據(jù)能否滿足重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型的條件，如果能夠滿足，則根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)或第二圖像數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型，如果不能夠滿足，則根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型。

進(jìn)一步的，第一圖像獲取裝置和第二圖像獲取裝置均包括1個(gè)相機(jī)；或者第一圖像獲取裝置包括2個(gè)或2個(gè)以上的相機(jī)，第二圖像獲取裝置也包括2個(gè)或2個(gè)以上的相機(jī)。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種三維分時(shí)掃描系統(tǒng)，包括：第一投影裝置、第二投影裝置、圖像獲取裝置、時(shí)序控制電路，其中，時(shí)序控制電路與第一投影裝置、第二投影裝置和圖像獲取裝置通信連接。

第一投影裝置用于在第一時(shí)間內(nèi)投射第一條紋結(jié)構(gòu)光。

第二投影裝置用于在第二時(shí)間內(nèi)投射第二條紋結(jié)構(gòu)光。

圖像獲取裝置用于在第一時(shí)間內(nèi)獲取第一圖像，以及在第二時(shí)間內(nèi)獲取第二圖像。

在第一時(shí)間內(nèi)，時(shí)序控制電路控制第一投影裝置投射第一條紋結(jié)構(gòu)光，并且控制(例如同步控制)圖像獲取裝置獲取第一圖像數(shù)據(jù)；在第二時(shí)間內(nèi)，時(shí)序控制電路控制第二投影裝置投射第二條紋結(jié)構(gòu)光，并且控制(例如同步控制)圖像獲取裝置獲取第二圖像數(shù)據(jù)。

第一、第二圖像分別為第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光被投射到被測(cè)物體上的圖像。

第一基線與第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向垂直，其中第一基線為第一投影裝置與圖像獲取裝置的光心連線；第二基線與第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向垂直，其中第二基線為第二投影裝置220與圖像獲取裝置260的光心連線。

第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向和第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向之間存在角度。

進(jìn)一步的，第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向和第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向之間的角度大于等于30度，優(yōu)選的大于等于60度，最優(yōu)選的，角度為90度。

進(jìn)一步的，分時(shí)三維掃描系統(tǒng)根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)獲得被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型；或者三維分時(shí)掃描系統(tǒng)判斷第一圖像數(shù)據(jù)或第二圖像數(shù)據(jù)能否滿足重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型的條件，如果能夠滿足，則根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)或第二圖像數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型，如果不能夠滿足，則根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型。

進(jìn)一步的，第一投影裝置和第二投影裝置均包括1個(gè)投影機(jī)，或者，第一投影裝置包括2 個(gè)或2個(gè)以上的投影機(jī)，第二投影裝置也包括2個(gè)或2個(gè)以上的投影機(jī)。

本實(shí)用新型提供的三維分時(shí)掃描系統(tǒng)在任意姿態(tài)位置去掃描臺(tái)階面結(jié)構(gòu)時(shí),都能清晰的獲得三維數(shù)字化結(jié)構(gòu)。尤其是在義齒制作時(shí)，由于備牙的頸緣部分是需要提取的最重要的三維輪廓部分，使用本實(shí)用新型的三維分時(shí)掃描系統(tǒng)能夠清晰的獲得備牙的頸緣部分的三維數(shù)字化結(jié)構(gòu)，進(jìn)而能夠提高義齒加工的質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是背景技術(shù)中結(jié)構(gòu)光幾何形態(tài)的示意圖；

圖2是背景技術(shù)中臺(tái)階面(直角臺(tái)階面和弧度臺(tái)階面)的切面示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例1的分時(shí)三維掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例1的分時(shí)三維掃描系統(tǒng)的縱向投影示意圖；

圖5A-5C是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例1的三維分時(shí)掃描系統(tǒng)的其他實(shí)施方式的示例性的縱向投影示意圖；

圖6是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例2的三維分時(shí)掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)光示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。這種描述是通過(guò)示例而非限制的方式介紹了與本實(shí)用新型的原理相一致的具體實(shí)施方式，這些實(shí)施方式的描述是足夠詳細(xì)的，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本實(shí)用新型，在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下可以使用其他實(shí)施方式并且可以改變和/或替換各要素的結(jié)構(gòu)。因此，不應(yīng)當(dāng)從限制性意義上來(lái)理解以下的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖3和圖4所示，本實(shí)用新型的三維分時(shí)掃描系統(tǒng)100，包括：第一圖像獲取裝置110、第二圖像獲取裝置120、投影裝置160、時(shí)序控制電路170。其中，時(shí)序控制電路170與第一圖像獲取裝置110、第二圖像獲取裝置120和投影裝置160通信連接。

第一圖像獲取裝置110用于在第一時(shí)間內(nèi)獲取第一圖像數(shù)據(jù)。

第二圖像獲取裝置120用于在第二時(shí)間內(nèi)獲取第二圖像數(shù)據(jù)。

投影裝置160用于在第一時(shí)間內(nèi)投射第一條紋結(jié)構(gòu)光，以及在第二時(shí)間內(nèi)投射第二條紋結(jié)構(gòu)光。

可選的，第一圖像獲取裝置110為灰度相機(jī)或彩色相機(jī)，第二圖像獲取裝置120為灰度相機(jī)或彩色相機(jī)。優(yōu)選的，第一圖像獲取裝置110和第二圖像獲取裝置120均為灰度相機(jī)或者均為彩色相機(jī)。

由于第一、第二圖像獲取裝置分別在第一、第二時(shí)間內(nèi)分時(shí)獨(dú)立獲取第一、第二圖像數(shù)據(jù)，因此第一、第二圖像獲取裝置的參數(shù)可以不同。但優(yōu)選的，第一圖像獲取裝置110和第二圖像獲取裝置120為具有相同的參數(shù)。

可選的，投影裝置160可以為使用膠片的投影機(jī)，也可以為使用光柵的投影機(jī)，還可以為數(shù)字投影機(jī)等。數(shù)字投影機(jī)包括LCD投影機(jī)，LCOS投影機(jī)，DLP投影機(jī)等。

本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，第一圖像獲取裝置、第二圖像獲取裝置、投影裝置的上述選擇均是示例性的，任何圖像獲取裝置和投影裝置的類(lèi)型及參數(shù)選擇均不會(huì)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

第一、第二圖像分別為第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光被投射到被測(cè)物體上的圖像?？蛇x的，第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光可以分別為空間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光、時(shí)間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光、或者空間域-時(shí)間域混合編碼的結(jié)構(gòu)光。第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光可以為一幀條紋結(jié)構(gòu)光，也可以包括多幀條紋結(jié)構(gòu)光，相應(yīng)的，第一、第二圖像可以為一幀圖像，也可以包括多幀圖像。

例如，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，在口內(nèi)掃描時(shí)，第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光均優(yōu)選采用空間域編碼的一幀彩色條紋結(jié)構(gòu)光以確?？趦?nèi)掃描的速度，則投影裝置采用能夠投射彩色條紋的投影機(jī)，第一、第二圖像獲取裝置均優(yōu)選彩色相機(jī)，獲取的第一、第二圖像也分別為一幀彩色圖像。

再如，根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，在口外陽(yáng)模掃描時(shí)，第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光均為優(yōu)選采用時(shí)間域編碼的多幀灰度條紋結(jié)構(gòu)光以提高口外陽(yáng)模掃描的精度，則投影裝置優(yōu)選采用能夠投射灰度條紋的投影機(jī)，也可采用能夠投射彩色條紋的投影機(jī)，第一、第二圖像獲取裝置均優(yōu)選灰度相機(jī)，也可采用彩色相機(jī)，獲取的第一、第二圖像也分別為多幀灰度圖像。

再如，根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)方面，在口外掃描時(shí)，第一條紋結(jié)構(gòu)光為采用時(shí)間域編碼的多幀灰度條紋結(jié)構(gòu)光，第二條紋結(jié)構(gòu)光為采用空間域編碼的一幀彩色條紋結(jié)構(gòu)光，以在保證掃描精度的同時(shí)盡量提高掃描速度。這種情況下，投影裝置采用能夠投射彩色條紋的投影機(jī)，第一圖像獲取裝置優(yōu)選灰度相機(jī)(也可采用彩色相機(jī))，第二圖像獲取裝置優(yōu)選彩色相機(jī)，第一圖像為多幀灰度圖像，第二圖像為一幀彩色圖像。

本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，口內(nèi)掃描和口外陽(yáng)模掃描是為了清楚介紹本實(shí)用新型的示例性的應(yīng)用場(chǎng)景，并不限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍為僅可以用于口內(nèi)掃描和口外陽(yáng)模掃描。本領(lǐng)域技術(shù)人員也清楚，口內(nèi)掃描和口外陽(yáng)模掃描時(shí)，對(duì)于條紋結(jié)構(gòu)光的選擇也是示例性的，并不限制口內(nèi)掃描必然使用空間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光，也不限制口外陽(yáng)模掃描必然使用時(shí)間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光。

根據(jù)本實(shí)用新型，在第一時(shí)間內(nèi)，時(shí)序控制電路170控制投影裝置160投射第一條紋結(jié)構(gòu)光，并且控制(例如同步控制)第一圖像獲取裝置110獲取第一圖像數(shù)據(jù)；在第二時(shí)間內(nèi)，時(shí)序控制電路170控制投影裝置160投射第二條紋結(jié)構(gòu)光，并且控制(例如同步控制)第二圖像獲取裝置110獲取第二圖像數(shù)據(jù)。

根據(jù)本實(shí)用新型，第一基線180與第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向190垂直，其中第一基線為第一圖像獲取裝置110與投影裝置160的光心連線。第二基線185與第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向195垂直，其中第二基線為第二圖像獲取裝置120與投影裝置160的光心連線。

根據(jù)本實(shí)用新型，第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向190和第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向195之間存在角度，因此第一條紋結(jié)構(gòu)光和第二條紋結(jié)構(gòu)光中至少存在一條紋結(jié)構(gòu)光與相對(duì)銳利的臺(tái)階面不平行，從而能夠保證在不調(diào)整被掃描物體、三維掃描設(shè)備的投影裝置和/或三維掃描設(shè)備的圖像獲取裝置之間的位置關(guān)系的前提下，精確的獲得臺(tái)階面的三維數(shù)字化模型。

本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，例如備牙頸緣部分的這種典型臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的上述選擇均是示例性的，其他任何類(lèi)似的臺(tái)階面結(jié)構(gòu)均適用于本實(shí)用新型。

條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向與銳利的臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向之間的角度越大，則能夠獲得越精確的臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的三維數(shù)字化模型。因此，第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向190和第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向195之間的角度優(yōu)選大于等于30度，更優(yōu)選的角度大于等于60度。最優(yōu)選的，角度為90度(圖3和圖4所示的角度即為90度)，以使得當(dāng)一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向與臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向平行時(shí)，另一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向與臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向之間的角度最大(即 90度)。

三維分時(shí)掃描系統(tǒng)100用于根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和/或第二圖像數(shù)據(jù)獲得被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，三維分時(shí)掃描系統(tǒng)100根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，三維分時(shí)掃描系統(tǒng) 100判斷第一圖像數(shù)據(jù)或第二圖像數(shù)據(jù)能否滿足重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型的條件，如果能夠滿足，則根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)或第二圖像數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型，如果不能夠滿足，則根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型。

如圖3所示，第一圖像獲取裝置110和第二圖像獲取裝置120均包括1個(gè)相機(jī)。但是，可選的，如圖5A-5C所示，第一圖像獲取裝置110可以包括2個(gè)或2個(gè)以上的相機(jī)，第二圖像獲取裝置120也可以包括2個(gè)或2個(gè)以上的相機(jī)，以使得在獲取更為豐富的第一、第二圖像數(shù)據(jù)。

實(shí)施例2

如圖6所示，本實(shí)用新型的三維分時(shí)掃描系統(tǒng)200，包括：第一投影裝置210、第二投影裝置220、圖像獲取裝置260、時(shí)序控制電路170。其中，時(shí)序控制電路270與第一投影裝置 210、第二投影裝置220和圖像獲取裝置260通信連接。

第一投影裝置210用于在第一時(shí)間內(nèi)投射第一條紋結(jié)構(gòu)光。

第二投影裝置220用于在第二時(shí)間內(nèi)投射第二條紋結(jié)構(gòu)光。

圖像獲取裝置260用于在第一時(shí)間內(nèi)獲取第一圖像，以及在第二時(shí)間內(nèi)獲取第二圖像。

可選的，圖像獲取裝置210為灰度相機(jī)或彩色相機(jī)，但優(yōu)選使用彩色相機(jī)，以盡可能的兼容第一、第二投影裝置。第一、第二投影裝置可以為使用膠片的投影機(jī)，也可以為使用光柵的投影機(jī)，還可以為數(shù)字投影機(jī)等。數(shù)字投影機(jī)包括LCD投影機(jī)，LCOS投影機(jī)，DLP投影機(jī)等。由于第一、第二投影裝置分別在第一、第二時(shí)間內(nèi)分時(shí)獨(dú)立投射第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光，因此第一、第二投影裝置的類(lèi)型參數(shù)可以不同。但優(yōu)選的，第一、第二投影裝置為具有相同的參數(shù)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，第一、第二投影裝置、圖像獲取裝置的上述選擇均是示例性的，任何圖像獲取裝置和投影裝置的類(lèi)型及參數(shù)選擇均不會(huì)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

第一、第二圖像分別為第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光被投射到被測(cè)物體上的圖像。可選的，第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光可以分別為空間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光、時(shí)間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光、或者空間域-時(shí)間域混合編碼的結(jié)構(gòu)光。第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光可以為一幀條紋結(jié)構(gòu)光，也可以包括多幀條紋結(jié)構(gòu)光，相應(yīng)的，第一、第二圖像可以為一幀圖像，也可以包括多幀圖像。

例如，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，在口內(nèi)掃描時(shí)，第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光均優(yōu)選采用空間域編碼的一幀彩色條紋結(jié)構(gòu)光以確?？趦?nèi)掃描的速度，則第一、第二投影裝置均采用能夠投射彩色條紋結(jié)構(gòu)光的投影機(jī)，圖像獲取裝置優(yōu)選彩色相機(jī)，相應(yīng)的第一、第二圖像也分別為一幀彩色圖像。

再如，根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，在口外陽(yáng)模掃描時(shí)，第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光均為優(yōu)選采用時(shí)間域編碼的多幀灰度條紋結(jié)構(gòu)光以提高口外陽(yáng)模掃描的精度，則第一、第二投影裝置均優(yōu)選投射灰度條紋結(jié)構(gòu)光的投影機(jī)以降低成本，也可以采用能夠投射彩色條紋結(jié)構(gòu)光的投影機(jī)來(lái)投射灰度條紋結(jié)構(gòu)光以提高兼容性，圖像獲取裝置優(yōu)選灰度相機(jī)，也可以采用彩色相機(jī)，相應(yīng)的獲取的第一、第二圖像也分別為多幀灰度圖像。

再如，根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)方面，在口外掃描時(shí)，第一條紋結(jié)構(gòu)光為采用時(shí)間域編碼的多幀灰度條紋結(jié)構(gòu)光，第二條紋結(jié)構(gòu)光為采用空間域編碼的一幀彩色條紋結(jié)構(gòu)光，以在保證掃描精度的同時(shí)盡量提高掃描速度。這種情況下，第一投影裝置優(yōu)選能夠投射灰度條紋結(jié)構(gòu)光的投影機(jī)，第二投影裝置采用能夠投射彩色條紋結(jié)構(gòu)光的投影機(jī)，圖像獲取裝置采用彩色相機(jī)，所獲得的第一圖像為多幀灰度圖像，第二圖像為一幀彩色圖像。

本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，口內(nèi)掃描和口外陽(yáng)模掃描是為了清楚介紹本實(shí)用新型的示例性的應(yīng)用場(chǎng)景，并不限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍為僅可以用于口內(nèi)掃描和口外陽(yáng)模掃描。本領(lǐng)域技術(shù)人員也清楚，口內(nèi)掃描和口外陽(yáng)模掃描時(shí)，對(duì)于條紋結(jié)構(gòu)光的選擇也是示例性的，并不限制口內(nèi)掃描必然使用空間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光，也不限制口外陽(yáng)模掃描必然使用時(shí)間域編碼的條紋結(jié)構(gòu)光。

根據(jù)本實(shí)用新型，在第一時(shí)間內(nèi)，時(shí)序控制電路270控制第一投影裝置210投射第一條紋結(jié)構(gòu)光，并且控制(例如同步控制)圖像獲取裝置獲取第一圖像數(shù)據(jù)；在第二時(shí)間內(nèi)，時(shí)序控制電路270控制第二投影裝置220投射第二條紋結(jié)構(gòu)光，并且控制(例如同步控制)圖像獲取裝置獲取第二圖像數(shù)據(jù)。

根據(jù)本實(shí)用新型，第一基線280與第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向290垂直，其中第一基線為第一投影裝置210與圖像獲取裝置260的光心連線。第二基線285與第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向295垂直，其中第二基線為第二投影裝置220與圖像獲取裝置260的光心連線。

根據(jù)本實(shí)用新型，第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向290和第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向295之間存在角度，因此第一條紋結(jié)構(gòu)光和第二條紋結(jié)構(gòu)光中至少存在一條紋結(jié)構(gòu)光與相對(duì)銳利的臺(tái)階面不平行，從而能夠保證在不調(diào)整被掃描物體、三維掃描設(shè)備的投影裝置和/或三維掃描設(shè)備的圖像獲取裝置之間的位置關(guān)系的前提下，獲得臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的精確的三維數(shù)字化模型。

條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向與銳利的臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向之間的角度越大，則能夠獲得越精確的臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的三維數(shù)字化模型。因此，第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向290和第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向295之間的角度優(yōu)選大于等于30度，更優(yōu)選的角度大于等于60度。最優(yōu)選的，角度為90度，以使得當(dāng)一條文結(jié)構(gòu)光的條紋方向與臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向平行時(shí)，另一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向與臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向之間的角度最大(即90度)。

分時(shí)三維掃描系統(tǒng)200用于根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和/或第二圖像數(shù)據(jù)獲得被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，三維分時(shí)掃描系統(tǒng)200根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，三維分時(shí)掃描系統(tǒng) 200判斷第一圖像數(shù)據(jù)或第二圖像數(shù)據(jù)能否滿足重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型的條件，如果能夠滿足，則根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)或第二圖像數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型，如果不能夠滿足，則根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)重建被測(cè)物體的三維數(shù)字化模型。

如圖6所示，第一投影裝置210和第二投影裝置220均包括1個(gè)投影機(jī)。但是，可選的，第一投影裝置210可以包括2個(gè)或2個(gè)以上的投影機(jī)，第二投影裝置220也可以包括2個(gè)或 2個(gè)以上的投影機(jī)，以使得在獲取更為豐富的第一、第二圖像數(shù)據(jù)。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例1和實(shí)施例2，還提供了一種分時(shí)三維掃描方法，包括：

步驟S10，在第一時(shí)間內(nèi)獲取第一圖像數(shù)據(jù)。

步驟S20，在第二時(shí)間內(nèi)獲取第二圖像數(shù)據(jù)。

步驟S30，根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和/或第二圖像數(shù)據(jù)獲得三維數(shù)字化模型。

其中，第一、第二圖像分別為第一、第二條紋結(jié)構(gòu)光被投射到被測(cè)物體上的圖像。

第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向和第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向之間存在角度，因此第一條紋結(jié)構(gòu)光和第二條紋結(jié)構(gòu)光中至少存在一條紋結(jié)構(gòu)光與相對(duì)銳利的臺(tái)階面不平行，從而能夠保證在不調(diào)整被掃描物體、三維掃描設(shè)備的投影裝置和/或三維掃描設(shè)備的圖像獲取裝置之間的位置關(guān)系的前提下，精確的獲得臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的三維數(shù)字化模型。

條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向與銳利的臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向之間的角度越大，則能夠獲得越精確的臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的三維數(shù)字化模型。因此，第一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向290和第二條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向295之間的角度優(yōu)選大于等于30度，更優(yōu)選的角度大于等于60度。最優(yōu)選的，角度為90度，以使得當(dāng)一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向與臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向平行時(shí)，另一條紋結(jié)構(gòu)光的條紋方向與臺(tái)階面結(jié)構(gòu)的方向之間的角度最大(即90度)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，步驟S30進(jìn)一步包括，根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)獲得三維數(shù)字化模型。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，步驟S30進(jìn)一步包括，判斷第一圖像數(shù)據(jù)或第二圖像數(shù)據(jù)能夠滿足重建三維數(shù)字化模型的條件，如果能夠滿足，則根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)或第二圖像數(shù)據(jù)重建三維數(shù)字化模型，如果不能夠滿足，則根據(jù)第一圖像數(shù)據(jù)和第二圖像數(shù)據(jù)獲得三維數(shù)字化模型。

此外，根據(jù)公開(kāi)的本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)，本實(shí)用新型的其他實(shí)現(xiàn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是明顯的。實(shí)施方式和/或?qū)嵤┓绞降母鱾€(gè)方面可以單獨(dú)或者以任何組合用于本實(shí)用新型的系統(tǒng)中。說(shuō)明書(shū)和其中的示例應(yīng)該是僅僅看作示例性，本實(shí)用新型的實(shí)際范圍和精神由所附權(quán)利要求書(shū)表示。