一种具有三维扫描功能的移动终端的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型提供了一种具有三维扫描功能的移动终端，移动终端包括，光学投射模块、相机模块及信息处理模块，光学投射模块连接信息处理模块，用于根据信息处理模块的指令投射结构光图案；相机模块连接信息处理模块，用于根据信息处理模块的指令获取带有结构光图案的目标图像，将目标图像发送至信息处理模块；信息处理模块对带有结构光图案的目标图像进行解码处理，完成目标的三维重建。本申请能够将三维扫描装置与移动终端结合，具有结构简单，体积小巧，硬件成本较低，能够对人脸等近距离目标实现三维重建。
【专利说明】
一种具有三维扫描功能的移动终端
技术领域
[0001 ]本实用新型属于三维扫描领域，特别涉及一种具有三维扫描功能的移动终端。
【背景技术】
[0002]三维扫描技术发展迅速，目前已应用到了工业检测、设计、动漫及电影特效制作、三维展示、虚拟手术、反求工程等诸多领域和行业。
[0003]从现有的三维扫描技术手段来看，以激光三维扫描技术为主，激光三维扫描系统通过投射激光线或者点阵，用摄像头捕捉投射的激光特征，通过三角测量恢复三维深度信息，但这种逐点和逐线的扫描方式主要缺点就是速度慢。美国谷歌公司采用激光散斑三维测量技术，通过激光光源照射毛玻璃片，在空间中生成不同形态的光斑分布，通过预先标定，通过光斑形态的变化，可粗略估计出该点处的深度信息，该技术可用于室内大场景的三维重建，但对于近距离目标，其精度较低，难以满足精确三维重建的需要，且模块体积较大，成本较高。美国微软公司采用TOF技术，即通过测量激光光源的发射返回时间差，来估计物体表面的深度，该技术需要特制的CMOS芯片，该芯片提交较大，成本较高，且对于0.5米以内的目标很难测量，因此也多用于中长距离的3D重建和测量用途，不适用于手机终端等载体。
[0004]目前的三维扫描系统以工业应用为主，系统体积大，操作复杂且价格昂贵，然而随着智能终端产品，如智能手机的普及，能否在智能手机等终端上实现快速的3D扫描功能以成为各大手机厂商和IT公司的技术关注热点。目前在手机终端上尚未有成功应用案例。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供一种具有三维扫描功能的移动终端，用于解决现有技术中三维扫描设备体积大、硬件集成度不高的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有三维扫描功能的移动终端，包括，光学投射模块、相机模块及信息处理模块，
[0007]所述光学投射模块连接所述信息处理模块，用于根据信息处理模块的指令投射结构光图案；
[0008]所述相机模块连接所述信息处理模块，用于根据信息处理模块的指令获取带有结构光图案的目标图像，将目标图像发送至所述信息处理模块；
[0009]所述信息处理模块对带有结构光图案的目标图像进行解码处理，完成目标的三维重建。
[0010]本实用新型一实施例中，所述光学投射模块包括，光源、结构光光栅及光学镜头组，
[0011 ]所述光源发出的光通过结构光光栅及光学镜头组照射至目标上。
[0012]本实用新型一实施例中，所述光源为LED阵列光源。
[0013]本实用新型一实施例中，若所述光源为近红外光源，则在所述相机模块外侧加装一红外滤光片。
[0014]本实用新型一实施例中，所述结构光光栅为带有二值几何图案的光栅。
[0015]本实用新型一实施例中，所述相机模块与所述光学投射模块之间的距离范围为5cm?1cm0
[0016]本实用新型一实施例中，所述相机模块的镜头视角为50度，所述光学投射模块的投射角度为45度。
[0017]本实用新型一实施例中，所述移动终端还包括RGB摄像头，连接所述信息处理模块，用于根据信息处理模块的指令获取目标图像的彩色图像，将目标图像的彩色图像发送至信息处理模块，由信息处理模块对三维重建的目标进行纹理贴图处理。
[0018]本实用新型提供的具有三维扫描功能的移动终端由相机模块、光投射模块(包括光源、结构光栅及光学投射模块)及信息处理模块组成。为了实现装置的微型化，采用光刻工艺来制作结构光光栅，并配合微型光学镜头组，实现整体的小型化;本申请采用二值图形组成的空间编码图案，根据相应的解码算法，从物体表面提取出编码特征点的图像坐标和相应的编码值，结合初始标定参数，即可通过三角测量的方法计算出物体表面若干编码特征点的三维坐标。
[0019]本申请能够将三维扫描装置与移动终端结合，具有结构简单，体积小巧，硬件成本较低，能够对人脸等近距离目标实现三维重建，基于所获取的三维信息，后续在手机等智能终端上，可以衍生出众多的三维应用，因此具有极其广阔的市场应用前景。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本实用新型一实施例的具有三维扫描功能的移动终端结构图；
[0022]图2为本实用新型一实施例的光学投射模块示意图；
[0023]图3为本实用新型一实施例的二值几何图案的光栅示意图；
[0024]图4为本实用新型另一实施例的具有三维扫描功能的移动终端结构图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明，本实用新型也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本实用新型的保护范畴。
[0026]需要说明的是，本申请所述的移动终端包括但不限于智能手机、pad、电脑、笔记本等具有信息处理功能的终端。
[0027]如图1所示，图1为本实用新型一实施例的具有三维扫描功能的移动终端结构图。
[0028]本实施例将光学投射模块、相机模块及信息处理模块集成于移动终端上，具有整体结构简单，体积小巧，硬件成本低，能够对人脸等近距离目标实现三维重建，基于所获取的三维信息，后续在移动终端上可衍生出众多的三维应用。
[0029]具体的，具有三维扫描功能的移动终端100包括，光学投射模块101、相机模块102及信息处理模块103，
[0030]所述光学投射模块101连接所述信息处理模块103，用于根据信息处理模块的指令投射结构光图案；
[0031]所述相机模块102连接所述信息处理模块103，用于根据信息处理模块的指令获取带有结构光图案的目标图像，将目标图像发送至所述信息处理模块；
[0032]所述信息处理模块103对带有结构光图案的目标图像进行解码处理，完成目标的三维重建。
[0033]详细的说，信息处理模块包括同步控制模块，即控制光学投射模块101发射结构光图案的同时，触发相机模块102拍摄，获取到带有结构光图案的目标图像后对带有结构光图案的目标图像进行解码处理，完成目标三维重建。
[0034]具体实施时，投射模块发出的结构光图案可采用现有技术方法进行编码，信息处理模块采用相应的解码方法对目标图像进行解码处理，从物体表面提取出编码特征点的图像坐标和相应的编码值，结合初始标定参数，即可通过三角测量的方法计算出物体表面若干编码特征点的三维坐标，完成目标的三维重建。
[0035]如图2所示，本实用新型一实施例中，所述光学投射模块包括，光源201、结构光光栅202及光学镜头组203，
[0036]所述光源发出的光通过结构光光栅及光学镜头组照射至目标上。
[0037]详细的说，光源201类型优选LED阵列，以便减小光学投射模块的尺寸，提供高亮度光，同时增加光照均匀性。另光源可采用可见光光源或近红外光源，若选用近红外光源，则在相机模块外侧加装一红外滤光片。由于实用新型提供的具有三维扫描功能的移动终端采用单次投射且只需拍摄一张照片，因此光源采用触发模式(类似于闪灯模式)。
[0038]结构光光栅202采用二值光栅，即光栅上密布若干二值几何图案(如图3所示)，图形的密度和图案类别可根据现有技术中不同编码算法进行设计，本申请对图案的编码算法不再详叙。
[0039]本申请所述的光栅采用光刻加工工艺，以便实现高精度图案制作及微型化。
[0040]光学镜头组203采用微型光学镜头组，以便减小光学投射模块的尺寸，光学镜头组可根据所需拍摄的距离及范围(视角)，有针对性的设计镜头系统，本申请对光学镜头组的具体结构不做限制。
[0041]本实用新型一实施例中，为了准确的实现近距离目标的三维重建，所述相机模块与所述光学投射模块之间的距离范围为5cm?10cm。相机模块与光学投射模块距离较大时，能够提升目标三维重建的精度，一般情况下，若移动终端的尺寸允许，将相机模块及光学投射模块设置于移动终端的两端。
[0042]优选的，所述相机模块的镜头视角为50度，所述光学投射模块的投射角度为45度。在距离移动终端50cm的距离上，获取投射范围约40X40厘米，可以满足近距离扫描目标的需求。
[0043]如图4所示，图4为本实用新型另一实施例的具有三维扫描功能的移动终端，该移动终端还包括RGB摄像头104，连接所述信息处理模块103，用于根据信息处理模块的指令获取目标图像的彩色图像，将目标图像的彩色图像发送至信息处理模块，由信息处理模块对三维重建的目标进行纹理贴图处理。
[0044]本实用新型提供的具有三维扫描功能的移动终端由相机模块、光投射模块(包括光源、结构光栅及光学投射模块)及信息处理模块组成。为了实现装置的微型化，采用光刻工艺来制作结构光光栅，并配合微型光学镜头组，实现整体的小型化;本申请采用二值图形组成的空间编码图案，根据相应的解码算法，从物体表面提取出编码特征点的图像坐标和相应的编码值，结合初始标定参数，即可通过三角测量的方法计算出物体表面若干编码特征点的三维坐标。
[0045]本申请能够将三维扫描装置与移动终端结合，具有结构简单，体积小巧，硬件成本较低，能够对人脸等近距离目标实现三维重建，基于所获取的三维信息，后续在手机等智能终端上，可以衍生出众多的三维应用，因此具有极其广阔的市场应用前景。
[0046]本实用新型能够实现如下技术效果:
[0047]体积小，光栅采用光刻工艺，同时采用微型光学镜头(组)，可实现整体模块的微型化，从而便于集成到现有的智能手机等终端中；
[0048]成本低，系统不包括高成本硬件模块，光栅和微型光学镜头均可由现有工艺加工，批量后成本较低；
[0049]以上所述仅用于说明本申请的技术方案，任何本领域普通技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本实用新型的权利保护范围应视权利要求范围为准。
【主权项】
1.一种具有三维扫描功能的移动终端，其特征在于，所述移动终端包括，光学投射模块、相机模块及信息处理模块， 所述光学投射模块连接所述信息处理模块，用于根据信息处理模块的指令投射结构光图案； 所述相机模块连接所述信息处理模块，用于根据信息处理模块的指令获取带有结构光图案的目标图像，将目标图像发送至所述信息处理模块； 所述信息处理模块对带有结构光图案的目标图像进行解码处理，完成目标的三维重建。2.如权利要求1所述的具有三维扫描功能的移动终端，其特征在于，所述光学投射模块包括，光源、结构光光栅及光学镜头组， 所述光源发出的光通过结构光光栅及光学镜头组照射至目标上。3.如权利要求2所述的具有三维扫描功能的移动终端，其特征在于，所述光源为LED阵列光源。4.如权利要求2所述的具有三维扫描功能的移动终端，其特征在于，若所述光源为近红外光源，则在所述相机模块外侧加装一红外滤光片。5.如权利要求2所述的具有三维扫描功能的移动终端，其特征在于，所述结构光光栅为带有二值几何图案的光栅。6.如权利要求1所述的具有三维扫描功能的移动终端，其特征在于，所述相机模块与所述光学投射模块之间的距离范围为5cm?1cm07.如权利要求1所述的具有三维扫描功能的移动终端，其特征在于，所述相机模块的镜头视角为50度，所述光学投射模块的投射角度为45度。8.如权利要求1所述的具有三维扫描功能的移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括RGB摄像头，连接所述信息处理模块，用于根据信息处理模块的指令获取目标图像的彩色图像，将目标图像的彩色图像发送至信息处理模块，由信息处理模块对三维重建的目标进行纹理贴图处理。
【文档编号】G01B11/00GK205448962SQ201521129583
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】宋展
【申请人】深圳先进技术研究院