三维扫描方法及装置

技术领域

本发明涉及三维建模领域，具体而言，涉及一种三维扫描方法及装置。

背景技术

随着数字图像处理、数字投影显示和计算机处理技术的发展与成熟，三维扫描技术得到了快速的发展。三维扫描系统可以将光投影到物体表面，摄像设备拍摄光投射下的图像，根据拍摄到的图像的形状利用三维重建算法来重建获取物体表面的三维尺寸信息。

传统地，三维扫描方法使用同一组相机同时识别标志点和点云数据，用标志点进行拼接后完成点云数据的拼接。但是上述三维扫描方法若要保证三维模型的精确度就需要粘贴足够多的标志点，导致最后数据中的很多空洞需要后期填补。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种三维扫描方法及装置，以至少解决需要粘贴的标志点过多造成扫描结果中有很多空洞需要填补的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种三维扫描装置，包括：第一测量模组，第一测量模组包括第一投射装置和第一补光设备中的至少一个，以及第一相机模组，其中，第一投射装置用于向待扫描物体投射第一重建图案，第一补光设备用于向待扫描物体投射第一光线,第一相机模组用于接收带扫描物体基于第一光线反射的标志点信息，和基于第一重建图案反射的重建图像信息中的至少一个；第二测量模组，第二测量模组包括第二投射装置和第二补光设备中的至少一个，以及第二相机模组，其中，第二投射装置用于向待扫描物体投射第二重建图案，第二补光设备用于向待扫描物体投射第二光线,第二相机模组用于接收带扫描物体基于第二光线反射的标志点信息，和基于第二重建图案反射的重建图像信息中的至少一个，其中，第二测量模组和第一测量模组的相对位置是固定的；在任意工作模式下，三维扫描装置包括第一投射装置和第二投射装置中的至少一个投射装置，以及包括第一补光设备和第二补光设备中的至少一个补光设备，且三维扫描装置测量至少两组标志点信息和至少两组重建图像信息；控制模组，用于确定三维扫描装置的工作模式，还用于确定与至少两组标志点信息对应的至少两组标志点，并确定至少两组标志点中相同的标志点，得到目标标志点，并依据至少两组相机模组之间的相对位置关系和目标标志点，拼接至少两组图像信息，得到待扫描物体的完整三维数据。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种三维扫描方法，包括：确定三维扫描装置的工作模式；在工作模式下，控制三维扫描装置中的投射装置和补光设备分别向待扫描物体投射与工作模式对应的重建图案和光线；通过至少两组相机模组，在不同的扫描条件下获取待扫描物体的标志点信息和图像信息，其中，标志点信息为至少两组标志点信息，图像信息为至少两组图像信息；确定与至少两组标志点信息对应的至少两组标志点，并确定至少两组标志点中相同的标志点，得到目标标志点；依据至少两组相机模组之间的相对位置关系和目标标志点，拼接至少两组图像信息，得到待扫描物体的完整三维数据。

可选地，在任意工作模式下，三维扫描装置中至少一个投射装置以及至少一个补光设备工作，且至少两个相机模组工作。

可选地，至少两组标志点信息为至少两组标志点的二维数据，确定与至少两组标志点信息对应的至少两组标志点，包括：对至少两组标志点的二维数据进行三维重建，得到至少两组标志点，以及至少两组标志点的三维数据。

可选地，至少两组图像信息为至少两组图像的二维数据，依据至少两组相机模组之间的相对位置关系和目标标志点，拼接至少两组图像信息，得到待扫描物体的完整三维数据，包括：对至少两组图像的二维数据进行三维重建，得到至少两组图像信息的三维点云数据；依据目标标志点的三维数据，将至少两组标志点的三维数据拼接到同一坐标下，确定至少两组标志点的三维数据之间的第一旋转平移关系；依据至少两组相机模组之间的位置关系，确定第二旋转平移关系；依据第一旋转平移关系和第二旋转平移关系，对至少两组图像信息的三维点云数据进行拼接，得到待扫描物体的完整三维数据。

可选地，三维扫描装置的工作模式包括第一工作模式，在第一工作模式下，在第一时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第一标志点信息，同时控制第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第一重建图像信息；在第二时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第二标志点信息，同时控制第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第二重建图像信息。

可选地，三维扫描装置的工作模式包括第二工作模式，在第二工作模式下，在第一时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，以及控制第一投射装置向待扫描物体投射重建图案，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第一标志点信息和待扫描物体基于重建图案反射的第一重建图像信息，同时控制第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第二重建图像信息；在第一时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，以及控制第一投射装置向待扫描物体投射重建图案，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第二标志点信息和待扫描物体基于重建图案反射的第三重建图像信息，同时控制第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第四重建图像信息。

可选地，三维扫描装置的工作模式包括第三工作模式，在第三工作模式下，在第一时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第一标志点信息，同时控制第二补光设备向待扫描物体投射光线，第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取第二标志点信息，以及待扫描物体基于重建图案反射的第一重建图像信息；在第二时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第三标志点信息，同时控制第二补光设备向待扫描物体投射光线，第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取第四标志点信息，以及待扫描物体基于重建图案反射的第二重建图像信息。

可选地，三维扫描装置的工作模式包括第四工作模式，在第四工作模式下，在第一时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第一标志点信息，同时控制第一投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第一相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第一重建图像信息；在第二时间段内控制第二补光设备向待扫描物体投射光线，并由第二相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第二标志点信息，同时控制第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第二重建图像信息。

可选地，三维扫描装置的工作模式包括第五工作模式，在第五工作模式下，在第一时间段内，控制第一补光设备向待扫描物体投射第一光线，以及控制第一投射装置同步向待扫描物体投射重建图案，其中第一光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于第一光线反射的第一标志点信息和待扫描物体基于重建图案反射的第一重建图像信息，控制第二补光设备向待扫描物体投射第二光线，以及控制第二投射装置同步向待扫描物体投射重建图案，其中第二光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第二相机模组获取待扫描物体基于第二光线反射的第二标志点信息和待扫描物体基于重建图案反射的第二重建图像信息；

在第二时间段内，控制第一补光设备向待扫描物体投射第一光线，以及控制第一投射装置同步向待扫描物体投射重建图案，其中第一光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于第一光线反射的第三标志点信息和待扫描物体基于重建图案反射的第三重建图像信息，控制第二补光设备向待扫描物体投射第二光线，以及控制第二投射装置同步向待扫描物体投射重建图案，其中第二光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第二相机模组获取待扫描物体基于第二光线反射的第四标志点信息和待扫描物体基于重建图案反射的第四重建图像信息。

可选地，三维扫描装置的工作模式包括第六工作模式，在第六工作模式下，在同一时间段内控制第一补光设备和第二补光设备分别向待扫描物体投射第一光线和第二光线，其中第一光线和第二光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于第一光线反射的第一标志点信息，由第二相机模组获取待扫描物体基于第二光线反射的第二标志点信息；同时控制第一投射装置和第二投射装置分别向待扫描物体投射第一重建图案和第二重建图案，由第一相机模组获取待扫描物体基于第一重建图案的第一重建图像信息，第二相机模组获取待扫描物体基于第二重建图案反射的第二重建图像信息。

根据本发明实施例的一个方面，还提供了一种非易失性存储介质，非易失性存储介质包括存储的程序，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行扫描方法。

在本发明实施例中，采用确定三维扫描装置的工作模式；在工作模式下，控制三维扫描装置中的投射装置和补光设备分别向待扫描物体投射与工作模式对应的重建图案和光线；通过至少两组相机模组，在不同的扫描条件下获取待扫描物体的标志点信息和图像信息，其中，标志点信息为至少两组标志点信息，图像信息为至少两组图像信息；确定与至少两组标志点信息对应的至少两组标志点，并确定至少两组标志点中相同的标志点，得到目标标志点；依据至少两组相机模组之间的相对位置关系和目标标志点，拼接至少两组图像信息，得到待扫描物体的完整三维数据的方法，达到了降低标志点使用量的情况下，保证扫描的数据细节，提高扫描的精确度的目的，从而实现了快速准确的得到待扫描物体的准确，完整的三维数据的技术效果，进而解决了需要粘贴的标志点过多造成扫描结果中有很多空洞需要填补技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例的一种三维扫描方法的流程示意图；

图2是本申请实施例的一种适用于工作模式一的三维扫描装置的结构示意图；

图3是本申请实施例的一种适用于工作模式二的三维扫描装置的结构示意图；

图4是本申请实施例的一种适用于工作模式三的三维扫描装置的结构示意图；

图5是本申请实施例的一种适用于工作模式四，工作模式五和工作模式六的三维扫描装置的结构示意图；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本申请实施例，还提供了一种如图1所示的三维扫描方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本申请实施例的三维扫描方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，确定三维扫描装置的工作模式；

所述三维扫描装置在不同的工作模式下，各个部件的工作情况不完全相同。例如，当三维扫描装置的工作模式为工作模式一时，第一测量模组的第一相机模组，第一补光设备工作，第二测量模组的第二相机模组，第二投射装置工作；当三维扫描装置的工作模式为工作模式二时，第一测量模组的第一相机模组，第一补光设备，第一投射装置工作，第二测量模组的第二相机模组，第二投射装置工作；当三维扫描装置的工作模式为工作模式三时，第一测量模组的第一相机模组，第一补光设备工作，第二测量模组的第二相机模组，第二补光设备，第二投射装置工作；当三维扫描装置的工作模式为工作模式四时，第一测量模组的第一相机模组，第一补光设备，第一投射装置工作，第二测量模组的第二相机模组，第二补光设备，第二投射装置工作；当三维扫描装置的工作模式为工作模式五时，第一测量模组的第一相机模组，第一补光设备，第一投射装置工作，第二测量模组的第二相机模组，第二补光设备，第二投射装置工作。

步骤S104，在所述工作模式下，控制三维扫描装置中的投射装置和补光设备分别向待扫描物体投射与所述工作模式对应的重建图案和光线。

在本申请的一些实施例中，在任意工作模式下，所述三维扫描装置中至少一个投射装置以及至少一个补光设备工作，且至少两个相机模组工作。

步骤S106，通过至少两组相机模组，在不同的扫描条件下获取所述待扫描物体的标志点信息和图像信息，其中，所述标志点信息为至少两组标志点信息，所述图像信息为至少两组图像信息；

需要说明的是，第一相机模组和第二相机模组的扫描范围可以相同，也可以不同。

在本申请的一些实施例中，当三维扫描装置的工作模式不同时，执行步骤S104的部件不完全相同，获取的标志点信息和图像信息也不完全相同。具体地：

三维扫描装置的工作模式包括第一工作模式，适用于如图2所示的三维扫描装置。在第一工作模式下，在第一时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第一标志点信息，同时控制第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第一重建图像信息；在第二时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第二标志点信息，同时控制第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第二重建图像信息。

三维扫描装置的工作模式包括第二工作模式，适用于如图3所示的三维扫描装置。在第二工作模式下，在第一时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，以及控制第一投射装置向待扫描物体投射重建图案，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第一标志点信息和待扫描物体基于重建图案反射的第一重建图像信息，同时控制第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第二重建图像信息；在第一时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，以及控制第一投射装置向待扫描物体投射重建图案，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第二标志点信息和待扫描物体基于重建图案反射的第三重建图像信息，同时控制第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第四重建图像信息。

三维扫描装置的工作模式包括第三工作模式，适用于如图4所示的三维扫描装置。在第三工作模式下，在第一时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第一标志点信息，同时控制第二补光设备向待扫描物体投射光线，第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取第二标志点信息，以及待扫描物体基于重建图案反射的第一重建图像信息；在第二时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第三标志点信息，同时控制第二补光设备向待扫描物体投射光线，第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取第四标志点信息，以及待扫描物体基于重建图案反射的第二重建图像信息。

三维扫描装置的工作模式包括第四工作模式，适用于如图5所示的三维扫描装置。在第四工作模式下，在第一时间段内控制第一补光设备向待扫描物体投射光线，其中光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第一标志点信息，同时控制第一投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第一相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第一重建图像信息；在第二时间段内控制第二补光设备向待扫描物体投射光线，并由第二相机模组获取待扫描物体基于光线反射的第二标志点信息，同时控制第二投射装置向待扫描物体投射重建图案，由第二相机模组获取待扫描物体基于重建图案反射的第二重建图像信息。

三维扫描装置的工作模式包括第五工作模式，适用于如图5所示的三维扫描装置。在第五工作模式下，在第一时间段内控制第一补光设备和第二补光设备分别向待扫描物体投射第一光线和第二光线，其中第一光线和第二光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于第一光线反射的第一标志点信息，由第二相机模组获取待扫描物体基于第二光线反射的第二标志点信息；同时控制第一投射装置和第二投射装置分别向待扫描物体投射第一重建图案和第二重建图案，由第一相机模组获取待扫描物体基于第一重建图案的第一重建图像信息，第二相机模组获取待扫描物体基于第二重建图案反射的第二重建图像信息；

在第二时间段内控制第一补光设备和第二补光设备分别向待扫描物体投射第三光线和第四光线，其中第三光线和第四光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于第三光线反射的第三标志点信息，由第二相机模组获取待扫描物体基于第四光线反射的第四标志点信息；同时控制第一投射装置和第二投射装置分别向待扫描物体投射第三重建图案和第四重建图案，由第一相机模组获取待扫描物体基于第三重建图案的第三重建图像信息，第二相机模组获取待扫描物体基于第四重建图案反射的第四重建图像信息。

三维扫描装置的工作模式包括第六工作模式，适用于如图5所示的三维扫描装置。在第六工作模式下，在同一时间段内控制第一补光设备和第二补光设备分别向待扫描物体投射第一光线和第二光线，其中第一光线和第二光线用于照亮待扫描物体表面的标志点，并由第一相机模组获取待扫描物体基于第一光线反射的第一标志点信息，由第二相机模组获取待扫描物体基于第二光线反射的第二标志点信息；同时控制第一投射装置和第二投射装置分别向待扫描物体投射第一重建图案和第二重建图案，由第一相机模组获取待扫描物体基于第一重建图案的第一重建图像信息，第二相机模组获取待扫描物体基于第二重建图案反射的第二重建图像信息。

在本申请的一些实施例中，对工作在所述第一工作模式至第六工作模式中的任意工作模式下的三维扫描装置而言，所述三维扫描装置均可以在一段时间内周期性重复任意工作模式下获取点云数据和标志点信息的过程，从而依据多组点云数据和标志点信息，实现更好地三维扫描和重建效果。

可以理解地，如图5所示的三维扫描装置，同样可以执行上述工作模式一至工作模式三中所述的三维扫描方法。

在本申请的一些实施例中，所述三维扫描模组在不同的工作模式下，可以为第一测量模组和第二测量模组设置相同或不同地扫描范围和波段。例如，优选地，当所述三维扫描装置的工作模式为第五工作模式或第六工作模式时，可以选择让第一测量模组和第二测量模组的波段与扫描范围均不同，从而获得更好地扫描效果。

步骤S108，确定与至少两组标志点信息对应的至少两组标志点，并确定至少两组标志点中相同的标志点，得到目标标志点；

其中，所述至少两组标志点信息为至少两组标志点的二维数据，确定与所述至少两组标志点信息对应的至少两组标志点，包括：对所述至少两组标志点的二维数据进行三维重建，得到所述至少两组标志点，以及所述至少两组标志点的三维数据。

步骤S110，依据至少两组相机模组之间的相对位置关系和目标标志点，拼接至少两组图像信息，得到所述待扫描物体的完整三维数据。

可选地，上述至少两组图像信息为至少两组图像的二维数据，依据至少两组相机模组之间的相对位置关系和目标标志点，拼接至少两组图像信息，得到待扫描物体的完整三维数据，包括：对至少两组图像的二维数据进行三维重建，得到至少两组图像信息的三维点云数据；依据目标标志点的三维数据，将至少两组标志点的三维数据拼接到同一坐标下，确定至少两组标志点的三维数据之间的第一旋转平移关系；依据至少两组相机模组之间的位置关系，确定第二旋转平移关系；依据第一旋转平移关系和第二旋转平移关系，对至少两组图像信息的三维点云数据进行拼接，可以得到待扫描物体的完整三维数据。具体的，由于同一时刻获取的标志点数据和点云数据的相对坐标关系是已知的，因此可以依据拼接后的标志点，对点云数据进行拼接。

当所述相机模组的工作模式为第三工作模式时，拼接标志点的过程如下：第一相机模组前后获取的标志点通过共有标志点进行拼接；第二相机模组的标志点与第一相机模组的标志点通过共有标志点进行拼接。在拼接标志点完成后，由于同一时刻获取的标志点数据和点云数据的相对坐标关系是已知的，因此可以依据拼接后的标志点，对点云数据进行拼接。

优选地，当所述三维扫描装置的工作模式为工作模式五时，可以选择让第一相机模组测量粗略重建图像信息，第二相机模组测量精细重建图像信息。并且在拼接时，依据所述待扫描物体的每个点的曲率，决定该点附近保留粗略重建图像信息还是精细重建图像信息。具体地，当曲率大于或等于预设阈值时，选择保留精细重建图像信息；当曲率小于预设阈值时，选择保留粗略重建图像信息。

通过上述步骤，可以实现降低标志点使用量的情况下，保证扫描的数据细节，提高扫描的精确度的目的，从而实现了快速准确的得到待扫描物体的准确，完整的三维数据的技术效果，进而解决了需要粘贴的标志点过多造成扫描结果中有很多空洞需要填补技术问题。

实施例2

根据本申请实施例，还提供了一种如图5所示的三维扫描装置的装置实施例。如图5所示，该装置包括：

第一测量模组10，所述第一测量模组10包括第一投射装置11和第一补光设备12中的至少一个，以及第一相机模组13，其中，所述第一投射装置11用于向待扫描物体投射第一重建图案，所述第一补光设备12用于向所述待扫描物体投射第一光线,所述第一相机模组13用于接收所述待扫描物体基于所述第一光线反射的标志点信息，和基于所述第一重建图案反射的重建图像信息中的至少一个；

第二测量模组20，所述第二测量模组20包括第二投射装置21和第二补光设备22中的至少一个，以及第二相机模组23，其中，所述第二投射装置21用于向所述待扫描物体投射第二重建图案，所述第二补光设备22用于向所述待扫描物体投射第二光线,所述第二相机模组23用于接收所述待扫描物体基于所述第二光线反射的标志点信息，和基于所述第二重建图案反射的重建图像信息中的至少一个，其中，所述第二测量模组和所述第一测量模组的相对位置是固定的；

在任意工作模式下，所述三维扫描装置包括所述第一投射装置11和所述第二投射装置21中的至少一个投射装置，以及包括所述第一补光设备12和所述第二补光设备22中的至少一个补光设备，且所述三维扫描装置测量至少两组标志点信息和至少两组重建图像信息；

需要说明的是，在任意工作模式下，上述至少两组标志点信息均由上述第一相机模组13和上述第二相机模组23中的至少一个相机模组获取，上述至少两组重建图像信息也是由上述第一相机模组13和上述第二相机模组23中的至少一个相机模组获取的。

控制模组30，用于确定所述三维扫描装置的工作模式，还用于确定与所述至少两组标志点信息对应的至少两组标志点，并确定所述至少两组标志点中相同的标志点，得到目标标志点，并依据所述至少两组相机模组之间的相对位置关系和所述目标标志点，拼接所述至少两组图像信息，得到所述待扫描物体的完整三维数据。

在本申请地一些实施例中，所述控制模组30可以时序控制所述第一测量模组10和第二测量模组20的工作状态。包括控制第一测量模组10与第二测量模组20同时工作，或者按一定顺序工作，控制两个工作模组的工作频率等。

所述三维扫描装置中各个组成部分在不同的工作模式下具体地工作情况在实施例1中均已经详细描述，因此，实施例1中的相关解释说明也适用于本实施例。

作为其中一种实施方式，第一投射装置11与第二投射装置21可以为同一投影装置，即第一测量模组10与第二测量模组20共用同一投影装置。

作为其中一种实施方式，第一相机模组10可以包括两个相机，第二相机模组20也可以包括两个相机。第一相机模组10的两个相机分别环绕设置有多个LED灯，所述多个LED灯即为第一补光设备12；第二相机模组20的两个相机分别环绕设置有多个LED灯，所述多个LED灯即为第二补光设备22。

在本申请的一些实施例中，补光设备可以通过闪烁的方式来向待扫描物体投射反射光线。

在本申请的一些实施例中，第一测量模组10与第二测量模组20的工作波段可相同，也可不相同。所述工作波段即为投射装置投射的重建图案和补光设备投射的光线的波段。作为优选的实施方式，第一测量模组10与第二测量模组20的工作波段不同，这样第一测量模组10与第二测量模组20同步工作时不会相互干扰，可以在第一测量模组10和第二测量模组20同时工作时获得更好的扫描结果。

在本申请的一些实施例中，第一测量模组10与第二测量模组20的扫描范围可相同，也可不相同。作为优选的实施方式，第一测量模组10与第二测量模组20的扫描范围不同，其中一者的扫描范围大于另一者的扫描范围，这样扫描范围大的测量模组用于标志点信息的获取，扫描范围小的测量模组用于图像信息的获取时，点云拼接具有较高的拼接精度。

在本申请的一些实施例中，所述三维扫描装置配置有至少以下工作模式之一：

第一工作模式：

第一测量模组10与第二测量模组20同步工作，具体地：

第一测量模组10：第一补光设备12闪烁，第一相机模组13同步工作，获取标志点信息；

第二测量模组20：第二投射装置21投射重建图案，第二相机模组23同步工作，获取重建图像信息；

三维扫描装置多次测量重建，即第一测量模组10与第二测量模组20周期性工作多次，通过多次图像信息三维重建多帧三维数据，例如：

在第一时间段内第一相机13模组获取第一标志点信息，第二相机模组23获取第一重建图像信息，第一标志点信息与第一重建图像信息为单次图像信息，第一标志点信息三维重建获得第一3D标志点数据，第一重建图像信息三维重建获得第一3D点云数据；

在第二时间段内第一相机模组13获取第二标志点信息，第二相机模组23获取第二重建图像信息，第二标志点信息与第二重建图像信息为单次图像信息，第二标志点信息三维重建获得第二3D标志点数据，第一重建图像信息三维重建获得第二3D点云数据；

第一3D标志点数据与第二3D标志点数据通过同名标志点统一到一个坐标系下，获取第一3D标志点数据与第二3D标志点数据之间的第二旋转平移矩阵；获取第一相机模组与第二相机模组之间的第一旋转平移矩阵；

第一3D点云数据与第二3D点云数据通过第一旋转平移矩阵及第二旋转平移矩阵统一到一个坐标系下，完成3D点云数据的拼接。

第二工作模式：

第一测量模组10与第二测量模组20同步工作，具体地：

第一测量模组10：第一补光设备12闪烁，第一投射装置11同步投射重建图案，第一相机模组13同步工作，获取标志点信息及重建图像信息；

第二测量模组20：第二投射装置21投射重建图案，第二相机模组23同步工作，获取重建图像信息；

三维扫描装置多次测量重建，即第一测量模组10与第二测量模组20周期性工作多次，通过多次图像信息三维重建多帧三维数据，例如：

在第一时间段内第一测量模组10获取第一标志点信息及第一重建图像信息，第二测量模组20获取第二重建图像信息，第一标志点信息、第一重建图像信息与第二重建图像信息为单次图像信息，第一标志点信息三维重建获得第一3D标志点数据，第一重建图像信息三维重建获得第一3D点云数据，第二重建图像信息三维重建获得第二3D点云数据；

在第二时间段内第一测量模组10获取第二标志点信息及第三重建图像信息，第二测量模组20获取第四重建图像信息，第二标志点信息、第三重建图像信息与第四重建图像信息为单次图像信息，第二标志点信息三维重建获得第二3D标志点数据，第三重建图像信息三维重建获得第三3D点云数据，第四重建图像信息三维重建获得第四3D点云数据；

第一3D标志点数据与第二3D标志点数据通过同名标志点统一到一个坐标系下，获取第一3D标志点数据与第二3D标志点数据之间的第二旋转平移矩阵，第一3D点云数据与第三3D点云数据同步统一到一个坐标系下；

获取第一相机模组13与第二相机模组23之间的第一旋转平移矩阵；

第二3D点云数据与第四3D点云数据通过第一旋转平移矩阵及第二旋转平移矩阵统一到一个坐标系下，第一3D点云数据、第二3D点云数据、第三3D点云数据及第四3D点云数据即在同一坐标系下，完成3D点云数据的拼接。

第三工作模式：

第一测量模组10与第二测量模组20同步工作，具体地：

第一测量模组10：第一补光设备12闪烁，第一相机模组13同步工作，获取标志点信息；

第二测量模组20：第二补光设备22闪烁，第二投射装置21投射重建图案，第二相机模组23同步工作，获取标志点信息和重建图像信息；

三维扫描装置多次测量重建，即第一测量模组10与第二测量模组20周期性工作多次，通过多次图像信息三维重建多帧三维数据，例如：

在第一时间段内第一测量模组10获取第一标志点信息，第二测量模组20获取第二标志点信息和第一重建图像信息，第一标志点信息、第二标志点信息及第一重建图像信息为单次图像信息，第一标志点信息三维重建获得第一3D标志点数据，第二标志点信息三维重建获得第二3D标志点数据，第一重建图像信息三维重建获得第一3D点云数据；

在第二时间段内第一测量模组10获取第三标志点信息，第二测量模组20获取第四标志点信息与第二重建图像信息，第三标志点信息、第四标志点信息与第二重建图像信息为单次图像信息，第三标志点信息三维重建获得第三3D标志点数据，第四标志点信息三维重建获得第四3D标志点数据，第二重建图像信息三维重建获得第二3D点云数据；

第一3D标志点数据与第三3D标志点数据通过同名标志点统一到一个坐标系下，获取第一3D标志点数据与第三3D标志点数据之间的第二旋转平移矩阵；

第二3D标志点数据与第一3D标志点数据通过同名标志点统一到一个坐标系下，获取第二3D标志点数据与第一3D标志点数据之间的第一旋转平移矩阵；

第四3D标志点数据与第三3D标志点数据通过同名标志点统一到一个坐标系下，获取第四3D标志点数据与第三3D标志点数据之间的第三旋转平移矩阵；

第一3D点云数据与第二3D点云数据通过第一旋转平移矩阵、第二旋转平移矩阵及第三旋转平移矩阵统一到一个坐标系下，完成3D点云数据的拼接。

第四工作模式：

第一测量模组10与第二测量模组20不同步工作，具体地：

第一测量模组10：第一补光设备12闪烁，第一投射装置11投射重建图案，第一相机模组13同步工作，获取标志点信息和重建图像信息；

第二测量模组20：第二补光设备22闪烁，第二投射装置21投射重建图案，第二相机模组23同步工作，获取标志点信息和重建图像信息；

三维扫描装置多次测量重建，即第一测量模组10与第二测量模组20周期性工作多次，通过多次图像信息三维重建多帧三维数据，例如：

在第一时间段内第一测量模组10获取第一标志点信息和第一重建图像信息，第一标志点信息及第一重建图像信息为单次图像信息，第一标志点信息三维重建获得第一3D标志点数据第一重建图像信息三维重建获得第一3D点云数据；

在第二时间段内第二测量模组20获取第二标志点信息与第二重建图像信息，第二标志点信息及第二重建图像信息为单次图像信息，第二标志点信息三维重建获得第二3D标志点数据，第二重建图像信息三维重建获得第二3D点云数据；

第一3D标志点数据与第二3D标志点数据通过同名标志点统一到一个坐标系下，获取第一3D标志点数据与第二3D标志点数据之间的第二旋转平移矩阵；获取第一相机模组与第二相机模组之间的第一旋转平移矩阵；

第一3D点云数据与第二3D点云数据通过第一旋转平移矩阵及第二旋转平移矩阵统一到一个坐标系下，完成3D点云数据的拼接。

第五工作模式：

第一测量模组10与第二测量模组20同步工作，具体地：

第一测量模组10：第一补光设备12闪烁，第一投射装置11投射重建图案，第一相机模组13同步工作，获取标志点信息和重建图像信息；

第二测量模组20：第二补光设备22闪烁，第二投射装置21投射重建图案，第二相机模组23同步工作，获取标志点信息和重建图像信息；

三维扫描装置多次测量重建，即第一测量模组10与第二测量模组20周期性工作多次，通过多次图像信息三维重建多帧三维数据，例如：

在第一时间段内第一相机模组13获取第一标志点信息和第一重建图像信息，第二相机模组23获取第二标志点信息和第二重建图像信息，第一标志点信息、第二标志点信息、第一重建图像信息及第二重建图像信息为单次图像信息，第一标志点信息三维重建获得第一3D标志点数据，第二标志点信息三维重建获得第二3D标志点数据，第一重建图像信息三维重建获得第一3D点云数据，第二重建图像信息三维重建获得第二3D点云数据；

在第二时间段内第一相机模组13获取第三标志点信息和第三重建图像信息，第二相机模组23获取第四标志点信息和第四重建图像信息，第三标志点信息、第四标志点信息、第三重建图像信息及第四重建图像信息为单次图像信息，第三标志点信息三维重建获得第三3D标志点数据，第四标志点信息三维重建获得第四3D标志点数据，第三重建图像信息三维重建获得第三3D点云数据，第四重建图像信息三维重建获得第四3D点云数据；

第一3D标志点数据与第二3D标志点数据通过同名标志点统一到一个坐标系下，获取第一3D标志点数据与第三3D标志点数据之间的第二旋转平移矩阵，第一3D点云数据与第二3D点云数据同步统一到一个坐标系下；

第三3D标志点数据与第四3D标志点数据通过同名标志点统一到一个坐标系下，获取第三3D标志点数据与第四3D标志点数据之间的第二旋转平移矩阵，第三3D点云数据与第四3D点云数据同步统一到一个坐标系下；

第一3D标志点数据与第三3D标志点数据通过同名标志点统一到一个坐标系下，获取第一3D标志点数据与第三3D标志点数据之间的第三旋转平移矩阵；

经统一坐标系的第一3D点云数据与第二3D点云数据、经统一坐标系的的第三3D点云数据与第四3D点云数据通过第三旋转平移矩阵统一到一个坐标系下，完成3D点云数据的拼接。

也就是说，三维扫描装置多次测量重建，即第一测量模组10与第二测量模组20周期性工作多次，通过多次图像信息三维重建多帧三维数据，例如：

在每个时间周期内第一相机模组13获取第一标志点信息和第一重建图像信息，同时第二相机模组23获取第二标志点信息和第二重建图像信息，第一标志点信息、第二标志点信息、第一重建图像信息及第二重建图像信息为单次图像信息，第一标志点信息三维重建获得第一3D标志点数据，第二标志点信息三维重建获得第二3D标志点数据，第一重建图像信息三维重建获得第一3D点云数据，第二重建图像信息三维重建获得第二3D点云数据；

当然，第一测量模组10与第二测量模组20也可分时工作，但两测量模组的分隔时间设置得很小，可相当于同步工作。

在本申请的一些实施例中，还提供了如图2所示的三维扫描装置，第一测量模组10包括第一相机模组13，第一补光设备12；第二测量模组20包括第二相机模组23，第二投射装置21。本实施例的三维扫描装置包括工作模式一。

在本申请的一些实施例中，还提供了如图3所示的三维扫描装置，第一测量模组10包括第一相机模组13，第一补光设备12，第一投射装置11；第二测量模组20包括第二相机模组23，第二投射装置21。本实施例的三维扫描装置包括工作模式一、工作模式二中的至少一者。当三维扫描装置包括多个工作模式时，可择一运行。

在本申请的一些实施例中，还提供了如图4所示的三维扫描装置，第一测量模组10包括第一相机模组13，第一补光设备12；第二测量模组20包括第二相机模组23，第二补光设备22，第二投射装置21。本实施例的三维扫描装置包括工作模式一、工作模式三中的至少一者。当三维扫描装置包括多个工作模式时，可择一运行。

在本申请的一些实施例中，还提供了如图5所示的三维扫描装置，如图5所示的三维扫描装置包括：

第一测量模组10，第一测量模组10包括第一投射装置11、第一补光设备12以及第一相机模组13，其中，第一投射装置11用于向待扫描物体投射第一重建图案，第一补光设备12用于向所述待扫描物体投射第一光线，第一相机模组13用于接收所述待扫描物体基于第一光线反射的标志点信息，和基于第一重建图案反射的重建图像信息；

第二测量模组20，第二测量模组20包括第二投射装置21、第二补光设备22以及第二相机模组23，其中，第二投射装置21用于向待扫描物体投射第二重建图案，第二补光设备22用于向待扫描物体投射第二光线，第二相机模组23用于接收待扫描物体基于第二光线反射的标志点信息，和基于第二重建图案反射的重建图像信息；

其中，所述第二测量模组和所述第一测量模组的相对位置是固定的。

可以理解地，如图5所示的三维扫描装置可以在上述工作模式一至工作模式六中的任一工作模式下运行，且在不同的工作模式下，所述三维扫描装置中各个部件的工作状态不同。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。