Трехмерный сканер с обратной связью по сбору данных - RU2021122383A
Код документа: RU2021122383A
Формула
1. Трехмерный (3D) сканер, содержащий:
корпус;
один или более источников света внутри корпуса;
один или более оптических датчиков внутри корпуса;
множество процессоров внутри корпуса, имеющих связь с указанными одним или более источниками света и указанными одним или более оптическими датчиками;
память внутри корпуса, запоминающую команды, которые, при выполнении множеством процессоров, обеспечивают генерирование 3D-сканером данных, соответствующих 3D-форме по меньшей мере части поверхности объекта посредством повторяющегося выполнения операций:
- проецирования, с использованием одного или более источников света, структурированного света по направлению к поверхности объекта; и
- при проецировании структурированного света по направлению к поверхности объекта, получения, с использованием одного или более оптических датчиков, изображения поверхности объекта; и
систему охлаждения внутри корпуса, содержащую единственный элемент из металла, термически связанный с и выполненный с возможностью обеспечения тепловой связи между одним или более источниками света, одним или более оптическими датчиками и множеством процессоров, чтобы поддерживать пространственно согласованную температуру между одним или более источниками света, одним или более оптическими датчиками и множеством процессоров.
2. 3D-сканер по п. 1, в котором множество процессоров включает в себя первый модуль обработки, который включает в себя матрицу программируемых логических вентилей (FPGA), и второй модуль обработки, который включает в себя графический процессор (GPU).
3. 3D-сканер по п. 1, в котором память дополнительно запоминает команды, которые, при выполнении множеством процессоров, обеспечивают генерирование 3D-сканером, с использованием указанных данных, 3D-реконструкции формы по меньшей мере части поверхности объекта.
4. 3D-сканер по п. 1, в котором один или более источников света содержат лазеры.
5. 3D-сканер по п. 4, в котором лазеры выполнены с возможностью функционирования как источники света класса 1 при проецировании света за пределы корпуса 3D-сканера.
6. 3D-сканер по п. 4, в котором лазеры являются лазерами поверхностного излучения с вертикальным резонатором (VCSEL).
7. 3D-сканер по п. 1, в котором источники света являются источниками импульсного света.
8. 3D-сканер по п. 1, являющийся портативным ручным 3D-сканером.
9. 3D-сканер по п. 8, имеющий размер, меньший 30 см × 30 см × 30 см.
10. 3D-сканер по п. 1, в котором один или более источников света выполнены с возможностью обеспечения достаточного освещения поверхности объекта, так что изображения, получаемые в условиях внешнего дневного света, имеют отношение сигнал-шум, большее двух.
11. 3D-сканер по п. 1, в котором система охлаждения имеет такую форму, чтобы включать положение для каждого из множества процессоров.
12. Способ, включающий этапы, на которых в 3D-сканере, который включает в себя один или более оптических датчиков:
сканируют, с использованием одного или более оптических датчиков, объект, имеющий поверхность, причем при сканировании генерируют первые данные, соответствующие трехмерной (3D) форме поверхности объекта;
для каждой из множества соответствующих частей поверхности объекта определяют, соответствует ли количество первых данных заданному порогу, который соответствует количеству данных, необходимых для реконструкции 3D-формы части поверхности объекта с заданной точностью;
после определения, для каждой соответствующей части из множества частей поверхности объекта, соответствует ли количество первых данных заданному порогу, который соответствует количеству данных, необходимых для реконструкции формы части поверхности объекта с заданной точностью, дополнительно сканируют объект с использованием одного или более оптических датчиков, при этом при дополнительном сканировании генерируют вторые данные, соответствующие 3D-форме поверхности объекта; и
отбрасывают по меньшей мере часть вторых данных, причем отброшенная часть вторых данных соответствует соответствующим частям поверхности объекта, для которых количество первых данных соответствовало заданному порогу.
13. Способ по п. 12, при котором 3D-сканер имеет связь с дисплеем, причем способ дополнительно включает этапы, на которых:
генерируют, с использованием первых данных, 3D-реконструкцию формы поверхности объекта;
обеспечивают, на дисплей, предварительное изображение 3D-реконструкции формы поверхности объекта; и
для визуализации с предварительным изображением 3D-реконструкции формы поверхности объекта обеспечивают, на дисплей, указание на количество первых данных, соответствующих 3D-форме поверхности объекта, при этом упомянутое указание указывает, соответствует ли количество первых данных заданному порогу.
14. Способ по п. 13, при котором указание на количество первых данных отображают в виде части предварительного изображения 3D-реконструкции формы поверхности объекта.
15. Способ по п. 13, при котором дополнительно с использованием вторых данных:
обновляют предварительное изображение 3D-реконструкции формы поверхности объекта; и
обновляют указание на количество первых и вторых данных, соответствующих 3D-форме поверхности объекта.
16. Способ по п. 13, при котором дополнительно обеспечивают, на дисплей, множество отдельных указаний на количество данных, соответствующих отдельным частям поверхности объекта.
17. Способ по п. 12, при котором 3D-сканер включает в себя процессоры для генерирования 3D-реконструкции формы поверхности объекта.
18. Способ по п. 12, при котором:
один или более оптических датчиков включают в себя камеру;
причем при сканировании объекта повторно выполняют операции:
- проецирования пространственной структуры света на поверхность объекта и
- при проецировании пространственной структуры света на поверхность объекта, получения, с использованием камеры, изображения поверхности объекта.
19. Способ по п. 12, при котором 3D-сканер включает в себя дисплей.
20. Способ по п. 12, при котором 3D-сканер является портативным ручным 3D-сканером.
