傳感器相對于全局三維表面重建的不同拼接塊的全局定位。本發明涉及對物體表面幾何形狀進行三維重建的測量系統，包括：包括傳感器和第一照相機的可移動測量裝置，該測量裝置被配置為根據第一位姿利用傳感器生成物體的第一部分的第一三維表示，并利用第一照相機生成覆蓋物體的第一部分的至少部分的第一圖像，并根據第二位姿利用傳感器生成物體的第二部分的第二三維表示，并利用第一照相機生成覆蓋物體的第二部分的至少部分的第二圖像；固定的第一投影儀，其布置在測量裝置外部，并被配置為將紋理投影到物體的第一和第二部分上；以及縫合計算機，其被配置為基于第一和第二圖像，利用第一和第二三維表示生成物體的第一部分和第二部分的整體三維表示。

技術領域

本發明涉及一種用于對物體的表面幾何形狀進行三維重建的測量系統。

背景技術

為了利用結構的三維測量值生成所述結構的數字表示，可用諸如白光掃描儀、藍光掃描儀、光學或觸覺坐標測量機(CMM)、3D激光掃描儀、超聲厚度測試儀或基于計算機斷層掃描的掃描裝置的各種測量裝置。這些裝置用于在汽車和其它制造業中進行加工、檢查和制造處理。在這些應用領域中，需要測量系統在使用時具有靈活性，同時符合最高的精度標準。

通用測量裝置還可以合并多個局部測量(即，對物體的部分的測量)，以生成結構的全面三維表示。由于也被稱為縫合(stitching)的這種功能，可以將結構分成在其中進行局部測量的部分(即，拼接塊(tile))。

在縫合過程中，需要確定特定拼接塊的點云之間的相對位置和取向(即，相對位姿)。為此目的，已知的測量裝置依賴于用于隨時間推移檢測測量裝置位姿的機構，以便推導出拼接塊的所述相對位姿。例如，通過機器人臂的角度編碼器和/或通過測量裝置的激光跟蹤來監視測量裝置的位姿。

然而，這些位姿檢測機構遇到誤差累積、溫度依賴性和/或不利的可重復性。因此，所述機構需要定期進行校準，以便在縫合拼接塊時提供可持續的精度。這些情形導致在測量過程中花費了時間，并且仍然提供關于拼接塊位姿的相對不穩定的精度。

此外，為了進行定位，其它已知的測量系統依賴于使用部分上從不同觀察點捕獲并因此充當基準的目標/標記。然而，這不僅成本高而且要進行復雜的努力。

因此，本發明的目的是提供一種提供改善的縫合功能的測量系統。尤其是，本發明提供了一種拼接塊縫合精度更高且更穩定的測量系統。本發明的另一個特定目的是使測量過程不太復雜。

這些改善中的至少一個是通過根據本發明的權利要求1和/或從屬權利要求所述的測量系統來實現的。

發明內容

本發明涉及一種配置為對物體的表面幾何形狀進行三維重建的測量系統，該系統包括：可移動測量裝置，該可移動測量裝置包括傳感器和第一照相機，其中，所述測量裝置被配置為，根據第一位姿，利用所述傳感器，生成所述物體的第一部分的第一三維表示，并且利用第一照相機，生成覆蓋所述物體的所述第一部分的至少一部分的第一圖像，并且根據第二位姿，利用所述傳感器，生成所述物體的第二部分的第二三維表示，并且利用第一照相機，生成覆蓋所述物體的所述第二部分的至少一部分的第二圖像；固定的第一投影儀，該第一投影儀相對于測量裝置布置在外部，并且被配置為將紋理投影到所述物體的所述第一部分和第二部分二者上；以及縫合計算機，該縫合計算機被配置為基于所述第一圖像和第二圖像，根據所述第一三維表示和第二三維表示生成所述物體的所述第一部分和第二部分二者的整體三維表示。

傳感器被配置為生成三維表示。傳感器可以包括至少一個照相機，尤其是立體照相機。尤其是，傳感器可以包括第一照相機和第二照相機。然而，傳感器可以另選地或附加地包括電子測距儀(EDM)。傳感器可以另選地或附加地包括激光掃描儀。

紋理可以具有非重復圖案。換句話講，投影儀可以被配置為以非重復圖案投影紋理。

第一投影儀可以被配置為相對于第一照相機正生成第一圖像和第二圖像的時刻，投影相同的紋理。