專利名稱：快速自反饋掃描系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掃描系統(tǒng)，尤其涉及一種快速自反饋掃描系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
目前掃描裝置進(jìn)行掃描時(shí)，只需要和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)連接，其中計(jì)算機(jī)中的顯卡和掃描裝置中的投影儀相連，掃描裝置中的兩個(gè)相機(jī)再和計(jì)算機(jī)相連。掃描流程為計(jì)算機(jī)往顯卡里寫投影光柵的信息，顯卡再控制投影儀投射光柵，投影儀由于有遲滯的特性，不能馬上更新投影光柵，計(jì)算機(jī)必須等待一段時(shí)間，確定投影完成，再采集兩個(gè)相機(jī)的拍照數(shù)據(jù)，由于無法檢測到相機(jī)的反饋信號，計(jì)算機(jī)必須要等待兩個(gè)相機(jī)的照片傳輸完成才能投影下一幅掃描光柵，整個(gè)掃描過程也因此而延長。因此，這種掃描方式存在如下缺點(diǎn)1、由于掃描所需的光柵投影依賴計(jì)算機(jī)顯卡，故不容易擴(kuò)展到對多臺(tái)投影儀的控制；2、對計(jì)算機(jī)要求高，既要采集相機(jī)的拍攝數(shù)據(jù)又要投影光柵，容易造成光柵投影的遲滯；3、通過計(jì)算機(jī)軟件觸發(fā)兩個(gè)相機(jī)拍攝有一個(gè)順序，造成兩個(gè)相機(jī)拍照不同步，對三維建模的數(shù)據(jù)造成影響；4、 掃描數(shù)據(jù)容易產(chǎn)生條紋干擾；5、掃描速度比較慢，整個(gè)掃描流程一般需要4秒。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決原有掃描系統(tǒng)依賴計(jì)算機(jī)顯卡投影光柵，掃描速度慢、掃描效果不好的技術(shù)問題；提供一種快速自反饋掃描系統(tǒng)及控制方法，其通過投影儀控制裝置控制投影儀投射光柵，計(jì)算機(jī)只需負(fù)責(zé)讀取和處理相機(jī)拍攝的數(shù)據(jù)，因此有效避免光柵投影的遲滯，使計(jì)算機(jī)可以更高效地處理從相機(jī)獲得的拍攝數(shù)據(jù)，大大提高掃描速度和掃描效果。
本發(fā)明同時(shí)解決原有掃描系統(tǒng)中一臺(tái)計(jì)算機(jī)只能控制一臺(tái)投影儀的技術(shù)問題；提供一種快速自反饋掃描系統(tǒng)及控制方法，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可控制多臺(tái)投影儀控制裝置，進(jìn)而控制多臺(tái)投影儀進(jìn)行掃描，進(jìn)一步提高掃描效率。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的本發(fā)明的快速自反饋掃描系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、投影儀控制裝置及帶有投影儀和兩個(gè)相機(jī)的掃描設(shè)備，計(jì)算機(jī)和投影儀控制裝置相連，投影儀控制裝置和投影儀相連，投影儀控制裝置還和所述的相機(jī)相連，相機(jī)再和所述的計(jì)算機(jī)相連。投影儀控制裝置里存有固化的光柵圖片信息，投影儀控制裝置接受計(jì)算機(jī)的命令，發(fā)送光柵圖片信息給投影儀，投射光柵，并且投影儀控制裝置采集相機(jī)外觸發(fā)允許信號，觸發(fā)相機(jī)拍照，計(jì)算機(jī)通過函數(shù)回調(diào)的方式，在相機(jī)曝光完成后，讀取相機(jī)拍攝的圖片，投影儀控制裝置還采集相機(jī)反饋信號，獲取相機(jī)曝光完成信號后，控制投影儀投射下一幅光柵，如此循環(huán)，直至掃描完成。本技術(shù)方案中，光柵圖片信息是由投影儀控制裝置發(fā)送給投影儀的，計(jì)算機(jī)顯卡不參與其中，掃描過程中不再需要不斷地往計(jì)算機(jī)顯卡寫光柵數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)只需負(fù)責(zé)讀取和處理相機(jī)拍攝的數(shù)據(jù)，因此有效避免光柵投影的遲滯，使計(jì)算機(jī)可以更高效地處理從相機(jī)獲得的數(shù)據(jù)，對計(jì)算機(jī)的配置要求不高，降低成本。相機(jī)拍照由投影儀控制裝置觸發(fā)，使得計(jì)算機(jī)重建之后的三維數(shù)據(jù)噪聲更小，大大減少條紋干擾，掃描效果好。計(jì)算機(jī)只需要向投影儀控制裝置發(fā)送一個(gè)命令，就可以獲取整個(gè)掃描流程的數(shù)據(jù)，不再需要延時(shí)等待投影儀投影完成再讀取相機(jī)拍攝數(shù)據(jù)，因此掃描速度大大提高，經(jīng)測試，整個(gè)掃描流程只需I. 8秒，大大提高工作效率。
作為優(yōu)選，所述的計(jì)算機(jī)和所述的投影儀控制裝置之間連接有以太網(wǎng)網(wǎng)線，投影儀控制裝置和投影儀之間連接有VGA數(shù)據(jù)線，兩個(gè)相機(jī)和投影儀控制裝置之間各連接有反饋數(shù)據(jù)線，兩個(gè)相機(jī)和計(jì)算機(jī)之間均連接有USB數(shù)據(jù)線、1394數(shù)據(jù)線或以太網(wǎng)網(wǎng)線。計(jì)算機(jī)和投影儀控制裝置之間采用以太網(wǎng)相連，便于擴(kuò)展，即一臺(tái)計(jì)算機(jī)可控制多臺(tái)投影儀控制裝置，進(jìn)而控制多臺(tái)投影儀進(jìn)行掃描。投影儀控制裝置通過反饋數(shù)據(jù)線采集相機(jī)的外觸發(fā)允許信號和曝光完成信號，然后發(fā)送信號觸發(fā)相機(jī)拍攝，發(fā)送下一張光柵圖片給投影儀，確保兩個(gè)相機(jī)拍攝趨于同步，使得計(jì)算機(jī)重建之后的三維數(shù)據(jù)噪聲更小，大大減少條紋干擾， 掃描效果好。
作為優(yōu)選，所述的投影儀控制裝置包括中央處理單元、以太網(wǎng)接口單元、輸入輸出接口單元和VGA驅(qū)動(dòng)單元以及為整個(gè)投影儀控制裝置提供工作電壓的電源單元，以太網(wǎng)接口單元、輸入輸出接口單元和VGA驅(qū)動(dòng)單元分別與所述的中央處理單元相連，以太網(wǎng)接口單元和所述的計(jì)算機(jī)相連，輸入輸出接口單元和所述的相機(jī)相連，VGA驅(qū)動(dòng)單元和所述的投影儀相連。中央處理單元內(nèi)存儲(chǔ)有投影儀控制裝置的工作程序及光柵圖片信息，中央處理單元通過以太網(wǎng)接口單元接收計(jì)算機(jī)發(fā)出的掃描命令，通過VGA驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送光柵圖片信息給投影儀，通過輸入輸出接口單元采集相機(jī)工作信號和發(fā)送拍攝觸發(fā)命令給相機(jī)。本技術(shù)方案中的投影儀控制裝置，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)方便，性能穩(wěn)定可靠。
作為優(yōu)選，所述的投影儀控制裝置包括存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元和所述的中央處理單元相連。中央處理單元根據(jù)需要可以選擇不同器件實(shí)現(xiàn)，如CPU單片機(jī)、FPGA現(xiàn)場可編程門陣列等等，當(dāng)中央處理單元本身存儲(chǔ)空間有限或?yàn)榱酥醒胩幚韱卧芨咝У靥幚砉ぷ鳎?可以采用存儲(chǔ)單元存放光柵圖片信息。掃描時(shí)，中央處理單元調(diào)取存儲(chǔ)單元中的光柵圖片信息，再通過VGA驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送給投影儀投射光柵。存儲(chǔ)空間大，可存儲(chǔ)更多的光柵圖片信肩、O
作為優(yōu)選，所述的投影儀控制裝置包括指示燈單元，指示燈單元和所述的中央處理單元相連。指示燈單元可包括多個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的指示燈，起到指示投影儀控制裝置工作狀態(tài)的作用，如電源通電指示、發(fā)送外觸發(fā)信號指示、發(fā)送光柵圖片指示等等。
本發(fā)明的快速自反饋掃描系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟①所述的投影儀控制裝置接收所述的計(jì)算機(jī)發(fā)來的命令后發(fā)出預(yù)先存儲(chǔ)在投影儀控制裝置內(nèi)的掃描光柵圖片信息給所述的投影儀，使投影儀投射第一幅光柵圖片；②投影儀控制裝置采集所述的相機(jī)的外觸發(fā)允許信號，一旦收到相機(jī)的外觸發(fā)允許信號，則發(fā)出信號觸發(fā)相機(jī)拍照；③相機(jī)完成拍照后，會(huì)發(fā)出一個(gè)信號通知計(jì)算機(jī)，然后計(jì)算機(jī)從相機(jī)讀取拍下來的圖片息;④投影儀控制裝置采集所述的相機(jī)的曝光完成信號，獲取相機(jī)曝光完成信號后，則發(fā)送掃描光柵圖片信息給投影儀，使投影儀投射下一幅光柵圖片；⑤重復(fù)步驟②、③和④，直至對最后一幅光柵圖片拍照完成后，掃描結(jié)束。
本技術(shù)方案中，光柵圖片信息是由投影儀控制裝置發(fā)送給投影儀的，計(jì)算機(jī)顯卡不參與其中，掃描過程中不再需要不斷地往計(jì)算機(jī)顯卡寫光柵數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)只需負(fù)責(zé)讀取和處理相機(jī)拍攝的數(shù)據(jù)，因此有效避免光柵投影的遲滯，使計(jì)算機(jī)可以更高效地處理從相機(jī)獲得的數(shù)據(jù)。相機(jī)拍照由投影儀控制裝置觸發(fā)，確保兩個(gè)相機(jī)拍攝趨于同步，使得計(jì)算機(jī)重建之后的三維數(shù)據(jù)噪聲更小，大大減少條紋干擾，掃描效果好。計(jì)算機(jī)只需要向投影儀控制裝置發(fā)送一個(gè)命令，就可以獲取整個(gè)掃描流程的數(shù)據(jù)，不再需要延時(shí)等待投影儀投影完成再讀取相機(jī)拍攝數(shù)據(jù)，因此掃描速度及掃描效率大大提高。
作為優(yōu)選，所述的投影儀控制裝置通過以太網(wǎng)接收所述的計(jì)算機(jī)發(fā)來的命令，投影儀控制裝置通過VGA數(shù)據(jù)線發(fā)送掃描光柵圖片信息給投影儀，相機(jī)通過反饋數(shù)據(jù)線發(fā)送外觸發(fā)允許信號及曝光完成信號給投影儀控制裝置，計(jì)算機(jī)通過USB數(shù)據(jù)線、1394數(shù)據(jù)線或以太網(wǎng)網(wǎng)線讀取相機(jī)拍攝的圖片。實(shí)現(xiàn)更加方便，也便于擴(kuò)展。
作為優(yōu)選，所述的投影儀控制裝置將掃描光柵圖片信息及配置信息發(fā)送給所述的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可以調(diào)取投影儀控制裝置的掃描光柵圖片信息及配置信息，便于查詢、核對和存檔，也可作其他統(tǒng)計(jì)、分析、處理等。
本發(fā)明的有益效果是1、光柵圖片信息由投影儀控制裝置發(fā)送給投影儀，計(jì)算機(jī)只需負(fù)責(zé)讀取和處理相機(jī)拍攝的數(shù)據(jù)，因此有效避免光柵投影的遲滯，使計(jì)算機(jī)可以更高效地處理從相機(jī)獲得的數(shù)據(jù)，對計(jì)算機(jī)的配置要求也降低。2、相機(jī)拍照由投影儀控制裝置觸發(fā)，確保兩個(gè)相機(jī)同步拍攝，使得計(jì)算機(jī)重建之后的三維數(shù)據(jù)噪聲更小，大大減少條紋干擾，掃描效果好。3、計(jì)算機(jī)只需要向投影儀控制裝置發(fā)送一個(gè)命令，就可以獲取整個(gè)掃描數(shù)據(jù)，不需要延時(shí)等待，掃描速度快，大大提高工作效率。4、計(jì)算機(jī)和投影儀控制裝置通過以太網(wǎng)相連，便于擴(kuò)展。


圖I是本發(fā)明快速自反饋掃描系統(tǒng)的一種系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明快速自反饋掃描系統(tǒng)中投影儀控制裝置的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)框圖。
圖中I.計(jì)算機(jī)，2.投影儀控制裝置，3.掃描設(shè)備，4.投影儀，5.相機(jī)，6.以太網(wǎng)網(wǎng)線，7. VGA數(shù)據(jù)線，8.反饋數(shù)據(jù)線，9. USB數(shù)據(jù)線，21.中央處理單元，22.以太網(wǎng)接口單元， 23.輸入輸出接口單元，24. VGA驅(qū)動(dòng)單元，25.電源單元，26.存儲(chǔ)單元，27.指示燈單元。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
實(shí)施例本實(shí)施例的快速自反饋掃描系統(tǒng)，如圖I所示，包括計(jì)算機(jī)I、投影儀控制裝置2及帶有投影儀4和兩個(gè)相機(jī)5的掃描設(shè)備3，計(jì)算機(jī)I和投影儀控制裝置2之間連接有以太網(wǎng)網(wǎng)線6，投影儀控制裝置2和投影儀4之間連接有VGA數(shù)據(jù)線7，兩個(gè)相機(jī)5和投影儀控制裝置2之間各連接有反饋數(shù)據(jù)線8，兩個(gè)相機(jī)5和計(jì)算機(jī)I之間均連接有USB數(shù)據(jù)線9。如圖2所示，投影儀控制裝置2包括中央處理單元21、以太網(wǎng)接口單元22、輸入輸出接口單元23、VGA驅(qū)動(dòng)單元24、存儲(chǔ)單元26和指示燈單元27以及為整個(gè)投影儀控制裝置2 提供工作電壓的電源單元25，以太網(wǎng)接口單元22、輸入輸出接口單元23、VGA驅(qū)動(dòng)單元24、 存儲(chǔ)單元26和指示燈單元27分別與中央處理單元21相連，以太網(wǎng)接口單元22通過以太網(wǎng)網(wǎng)線6和計(jì)算機(jī)I相連，輸入輸出接口單元23通過反饋數(shù)據(jù)線8和相機(jī)5相連，VGA驅(qū)動(dòng)單元24通過VGA數(shù)據(jù)線7和投影儀4相連。本實(shí)施例中的投影儀控制裝置，實(shí)現(xiàn)24色 VGA驅(qū)動(dòng)，投影光柵圖片，采集相機(jī)反饋信號并對相機(jī)進(jìn)行外觸發(fā)控制，通過以太網(wǎng)接口，實(shí)現(xiàn)和計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。
上述快速自反饋掃描系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟①投影儀控制裝置2通過以太網(wǎng)接口單元22接收計(jì)算機(jī)I發(fā)來的命令后，將預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元26內(nèi)的掃描光柵圖片信息通過VGA驅(qū)動(dòng)單元24發(fā)送給投影儀4，使投影儀4投射第一幅光柵圖片；②投影儀控制裝置2通過輸入輸出接口單元23采集相機(jī)5的外觸發(fā)允許信號，一旦收到相機(jī)5的外觸發(fā)允許信號，則發(fā)出信號觸發(fā)相機(jī)5拍照；③相機(jī)5完成拍照后，會(huì)發(fā)出一個(gè)信號通知計(jì)算機(jī)1，然后計(jì)算機(jī)I通過USB數(shù)據(jù)線9 讀取相機(jī)5拍下來的圖片信息；④投影儀控制裝置2通過輸入輸出接口單元23采集相機(jī)5的曝光完成信號，獲取相機(jī)5曝光完成信號后，則發(fā)送掃描光柵圖片信息給投影儀4，使投影儀4投射下一幅光柵圖片;⑤重復(fù)步驟②、③和④，直至對最后一幅光柵圖片拍照完成后，掃描結(jié)束。
根據(jù)需要，計(jì)算機(jī)也可以通過以太網(wǎng)調(diào)取投影儀控制裝置2中的掃描光柵圖片信息及配置信息，用于查詢、核對和存檔，也可作其他統(tǒng)計(jì)、分析、處理等。
本發(fā)明掃描速度快，掃描效果好，大大提高工作效率。
權(quán)利要求
1.一種快速自反饋掃描系統(tǒng)，其特征在于包括計(jì)算機(jī)(I)、投影儀控制裝置(2)及帶有投影儀(4)和兩個(gè)相機(jī)(5)的掃描設(shè)備(3)，計(jì)算機(jī)(I)和投影儀控制裝置(2)相連，投影儀控制裝置(2)和投影儀(4)相連，投影儀控制裝置(2)還和所述的相機(jī)(5)相連，相機(jī)(5)再和所述的計(jì)算機(jī)(I)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速自反饋掃描系統(tǒng)，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)(I)和所述的投影儀控制裝置(2)之間連接有以太網(wǎng)網(wǎng)線(6)，投影儀控制裝置(2)和投影儀(4)之間連接有VGA數(shù)據(jù)線(7 )，兩個(gè)相機(jī)(5 )和投影儀控制裝置(2 )之間各連接有反饋數(shù)據(jù)線(8 )，兩個(gè)相機(jī)(5)和計(jì)算機(jī)(I)之間均連接有USB數(shù)據(jù)線(9)、1394數(shù)據(jù)線或以太網(wǎng)網(wǎng)線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的快速自反饋掃描系統(tǒng)，其特征在于所述的投影儀控制裝置(2)包括中央處理單元(21)、以太網(wǎng)接口單元(22)、輸入輸出接口單元(23)和VGA驅(qū)動(dòng)單元(24)以及為整個(gè)投影儀控制裝置(2)提供工作電壓的電源單元(25)，以太網(wǎng)接口單元(22)、輸入輸出接口單元(23)和VGA驅(qū)動(dòng)單元(24)分別與所述的中央處理單元(21)相連，以太網(wǎng)接口單元(22)和所述的計(jì)算機(jī)(I)相連，輸入輸出接口單元(23)和所述的相機(jī)(5)相連，VGA驅(qū)動(dòng)單元(24)和所述的投影儀(4)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速自反饋掃描系統(tǒng)，其特征在于所述的投影儀控制裝置(2 )包括存儲(chǔ)單元(26 )，存儲(chǔ)單元(26 )和所述的中央處理單元(21)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速自反饋掃描系統(tǒng)，其特征在于所述的投影儀控制裝置(2)包括指示燈單元(27)，指示燈單元(27)和所述的中央處理單元(21)相連。
6.一種如權(quán)利要求I所述的快速自反饋掃描系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括以下步驟 ①所述的投影儀控制裝置(2)接收所述的計(jì)算機(jī)(I)發(fā)來的命令后發(fā)出預(yù)先存儲(chǔ)在投影儀控制裝置(2)內(nèi)的掃描光柵圖片信息給所述的投影儀(4)，使投影儀(4)投射第一幅光柵圖片； ②投影儀控制裝置(2)采集所述的相機(jī)(5 )的外觸發(fā)允許信號，一旦收到相機(jī)(5 )的外觸發(fā)允許信號，則發(fā)出信號觸發(fā)相機(jī)(5)拍照； ③相機(jī)(5)完成拍照后，會(huì)發(fā)出一個(gè)信號通知計(jì)算機(jī)(1)，然后計(jì)算機(jī)(I)從相機(jī)(5)讀取拍下來的圖片信息； ④投影儀控制裝置(2)采集所述的相機(jī)(5 )的曝光完成信號，獲取相機(jī)(5 )曝光完成信號后，則發(fā)送掃描光柵圖片信息給投影儀(4)，使投影儀(4)投射下一幅光柵圖片； ⑤重復(fù)步驟②、③和④，直至對最后一幅光柵圖片拍照完成后，掃描結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速自反饋掃描系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述的投影儀控制裝置(2)通過以太網(wǎng)網(wǎng)線(6)接收所述的計(jì)算機(jī)(I)發(fā)來的命令，投影儀控制裝置(2)通過VGA數(shù)據(jù)線(7)發(fā)送掃描光柵圖片信息給投影儀(4)，相機(jī)(5)通過反饋數(shù)據(jù)線(8)發(fā)送外觸發(fā)允許信號及曝光完成信號給投影儀控制裝置(2 )，計(jì)算機(jī)(I)通過USB數(shù)據(jù)線(9 )、1394數(shù)據(jù)線或以太網(wǎng)網(wǎng)線讀取相機(jī)(5)拍攝的圖片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的快速自反饋掃描系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述的投影儀控制裝置(2)將掃描光柵圖片信息及配置信息發(fā)送給所述的計(jì)算機(jī)(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快速自反饋掃描系統(tǒng)及控制方法?？焖僮苑答亽呙柘到y(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、投影儀控制裝置及帶有投影儀和兩個(gè)相機(jī)的掃描設(shè)備，投影儀控制裝置包括中央處理單元及與中央處理單元相連的以太網(wǎng)接口單元、輸入輸出接口單元和VGA驅(qū)動(dòng)單元，以太網(wǎng)接口單元和計(jì)算機(jī)相連，輸入輸出接口單元和相機(jī)相連，VGA驅(qū)動(dòng)單元和投影儀相連?？刂品椒橥队皟x控制裝置接收計(jì)算機(jī)命令，將光柵圖片信息發(fā)送給投影儀，投影儀控制裝置采集相機(jī)外觸發(fā)允許信號，觸發(fā)相機(jī)拍照，計(jì)算機(jī)在相機(jī)曝光完成后，讀取相機(jī)拍攝圖片。本發(fā)明不用向計(jì)算機(jī)顯卡寫光柵數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)可以更高效地處理從相機(jī)獲得的數(shù)據(jù)，掃描速度快，掃描效果好，大大提高工作效率。
文檔編號G01B11/00GK102927902SQ20121034189
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者王海炳, 趙曉波, 魏琦瑜, 沈波 申請人:杭州先臨三維科技股份有限公司