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专利名称：立体扫描系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种立体扫描系统，尤其是利用条状影像传感器以检视目标物表 面是否异常的立体扫描系统。
背景技术：
由于表面的立体尺寸，亦即X、Y、Z尺寸，平滑度在许多领域占有相当大的质量决 定因素，例如，需要立体扫描目标物的表面以检视是否发生表面隆起、凹陷或产生异物，比 如布料是否因摩擦而产生毛球。现有技术中，主要是利用镭射光投射到目标物表面，再以相机拍照以取得整张影 像，并利用目标物表面不同投射条状光的水平位置的影像，进行立体影像算法的处理，从而 产生立体影像，再依据所需条件以计算出例如表面的平滑程度，藉以判断是否发生表面隆 起、凹陷或产生异物。
现有技术的缺点是，镭射光指照射到局部的表面，一般为窄宽度的条状区域，因此 整张影像中只有被镭射光指照射到的区域才是可供立体影像算法进行处理的有效区域，其 余区域的影像数据皆是被舍弃不用的数据，造成影像数据的利用率相当低，浪费数据传输 的资源，同时减缓处理速度，影响整体立体扫描的效率。因此，很需要一种利用较小影像传感器只感测被光源照射的区域的影像，藉以进 行立体影像算法的处理，进而检视例如是否具有异常表面，而且较小影像传感器具有低价 及高分辨率的优点，以解决上述现有技术的缺点。

实用新型内容本实用新型的主要目的在提供一种立体扫描系统，用以检视目标物的表面立体尺 寸是否异常，亦即X轴、Y轴、Z轴的尺寸。本实用新型所述的立体扫描系统，用以立体扫描并检视一目标物的表面并判断 该表面是否为异常表面，该立体扫描系统包括一光源，用以产生条状发射光，且该条状发射光相对于该目标物朝水平方向移 动；一光学镜组，与该光源连动，并包括至少一反射镜，用以反射该条状发射光而产生 条状照射光，并照射该目标物的表面，形成一条状光照射区；一影像传感器，与该光源的移动相关联，用以接收该目标物对该条状光照射区的 反射光，并产生影像信号，该影像信号包括多个影像点的信号；以及一影像处理装置，包括影像撷取器及影像数据处理器，该影像撷取器接收该影像 传感器的影像信号，并传送至该影像数据处理器，再经该影像数据处理器执行立体影像算 法而产生立体影像数据以及扫描状态讯息，该扫描状态讯息与目标物的异常表面有关，该 异常表面包括表面不平滑及具有突起异物的至少其中之一，该立体影像算法找寻相同二参 考点在不同水平位置时对该影像传感器的相对视角，所述参考点为所述影像点的其中之二，该相对视角对应于该参考点对该影像传感器的相对距离参数，而该相邻位置的相对距 离参数的差额代表该表面的平滑程度，在该差额大于一预设临界值时，则该表面被视为异 常表面。本实用新型所述的立体扫描系统中， 所述光源为点光源及条状光源的其中之一， 且该光源包括发光二极管单色光、发光二极管白光及镭射光的其中之一，该点光源在朝水 平方向移动之前先朝垂直方向移动，直到目标物的垂直边界为止，藉以产生该条状发射光。本实用新型所述的立体扫描系统中，所述影像传感器包括条状影像传感器及阵列 状影像传感器的其中之一。立体影像算法是找寻相同二参考点在不同水平位置时对影像传感器的相对视角， 该二参考点选取自影像信号中的影像点，相对视角对应于参考点对影像传感器的相对距离 参数，而相邻位置的相对距离参数的差额代表目标物表面的平滑程度，在该差额大于一预 设临界值时，则该表面被视为异常表面，比如不平滑或具有突起异物。

图1为本实用新型的立体扫描系统的示意图。图2为本实用新型的立体扫描系统的操作示意图。图3为本实用新型的立体扫描系统的另一操作示意图。
具体实施方式
以下配合说明书附图对本实用新型的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术 人员在研读本说明书后能据以实施。参阅图1，为本实用新型的立体扫描系统的示意图。如图1所示，本实用新型的立 体扫描系统包括光源10、光学镜组20、影像传感器30及影像处理装置40，用以检视目标物 100的表面110是否异常，亦即目标物的表面立体尺寸(X轴、Y轴、Z轴之尺寸)是否异常， 比如不平滑或具有突起异物。光源10产生条状发射光Li，并相对于目标物100朝水平方向Dl移动。光学镜组 20与光源10连动而朝水平方向Dl移动，且光学镜组20包括至少一反射镜，用以反射条状 发射光Ll而产生条状照射光L2，并照射目标物100的表面110。因此，条状照射光L2在表 面110上形成条状光照射区，该条状光照射区的宽度为条状照射光L2的照射宽度。影像传 感器30与光源10的移动相关联，使得表面110的条状光照射区的反射光R由影像传感器 30接收而产生影像信号T，影像处理装置40接收影像信号T，并经适当的立体影像算法处 理后产生立体影像数据Q以及扫描状态讯息M，扫描状态讯息M表示目标物100的表面110 是否异常。本实用新型的立体扫描系统可进一步包括数据储存装置50及显示装置60。数据 储存装置50接收并储存立体影像数据Q，数据储存装置50可包括内存、硬盘、光盘及记忆卡 的至少其中之一。显示装置60接收立体影像数据Q，并显示出对应于立体影像数据Q的立体影像，同 时显示装置60还可接收并显示扫描状态讯息M。显示装置60可包括阴极射线管显示器、液 晶显示器、发光二极管显示器、有机发光二极管显示器及电子纸显示器的其中之一。[0023]影像处理装置40包括影像撷取器及影像数据处理器(图中未显示)，影像撷取器 接收影像传感器的影像信号，并传送至影像数据处理器，再经影像数据处理器执行立体影 像算法后产生立体影像数据以及依据所需条件设定而产生扫描状态讯息。参阅图2及图3，为本实用新型的立体扫描系统的操作示意图及另一操作示意图。 立体影像算法主要是从不同水平位置的连续二影像信号中，找寻相同二参考点，如图2及 图3中的第一参考点A及第二参考点B，其中图2及图3的影像传感器Sl及影像传感器S2 分别表示在第一位置及第二位置的同一影像传感器，因影像传感器朝水平方向Dl移动。图 2的第一参考点A及第二参考 点B表示相对于影像传感器Sl及影像传感器S2具有相同的 相对距离，如第一相对距离Zl。图3的第一参考点A及第二参考点B表示相对于影像传感 器Sl及影像传感器S2具有不同的相对距离，分别为第一相对距离Zl及第二相对距离Z2。上述的第一相对距离Zl及第二相对距离Z2可利用的第一相对视角θ 1及第二相 对视角θ 2求得，其中第一相对视角θ 1为第一参考点A及第二参考点B相对于第一位置的 影像传感器Sl的夹角，而第二相对视角θ 2为第一参考点A及第二参考点B相对于第二位 置的影像传感器S2的夹角，所以相对视角为对应于参考点对影像传感器的相对距离参数。第一相对距离Zl及第二相对距离Ζ2的差额代表目标物的表面的平滑程度，因此， 在第一相对距离Zl及第二相对距离Ζ2的差额大于预设临界值时，可将该表面视为异常表 面，例如具有较大颗粒大小的异物附着在表面上，比如灰尘或沙粒，或目标物的表面因摩擦 或撞击而使表面产生隆起、凹陷或不平滑，比如布料产生毛球或硬质平板发生割痕。本实用新型的特点在于，利用较小的影像传感器感测由光源所照射的目标物的局 部表面，藉以立体扫描并检视表面的平滑度以是否具有异物，而不需大尺寸的影像传感器， 因此能加快立体扫描及检视的速度，同时降低影像传感器的成本及减少影像数据量的传 送。以上所述仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做 任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变 更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。
权利要求1.一种立体扫描系统，用以立体扫描并检视一目标物的表面并判断该表面是否为异常 表面，其特征在于，该立体扫描系统包括一光源，用以产生条状发射光，且该条状发射光相对于该目标物朝水平方向移动；一光学镜组，与该光源连动，并包括至少一反射镜，用以反射该条状发射光而产生条状 照射光，并照射该目标物的表面，形成一条状光照射区；一影像传感器，与该光源的移动相关联，用以接收该目标物对该条状光照射区的反射 光，并产生影像信号，该影像信号包括多个影像点的信号；以及一影像处理装置，包括影像撷取器及影像数据处理器，该影像撷取器接收该影像传感 器的影像信号，并传送至该影像数据处理器，再经该影像数据处理器执行立体影像算法而 产生立体影像数据以及扫描状态讯息，该扫描状态讯息与目标物的异常表面有关，该异常 表面包括表面不平滑及具有突起异物的至少其中之一，该立体影像算法找寻相同二参考点 在不同水平位置时对该影像传感器的相对视角，所述参考点为所述影像点的其中之二，该 相对视角对应于该参考点对该影像传感器的相对距离参数，而该相邻位置的相对距离参数 的差额代表该表面的平滑程度，在该差额大于一预设临界值时，则该表面被视为异常表面。
2.如权利要求1所述的立体扫描系统，其特征在于，该光源为点光源及条状光源的其 中之一，且该光源包括发光二极管单色光、发光二极管白光及镭射光的其中之一，该点光源 在朝水平方向移动之前先朝垂直方向移动，直到目标物的垂直边界为止，藉以产生该条状 发射光。
3.如权利要求1所述的立体扫描系统，其特征在于，该影像传感器包括条状影像传感 器及阵列状影像传感器的其中之一。
4.如权利要求1所述的立体扫描系统，其特征在于，进一步包括一数据储存装置，用以 接收该影像数据处理器的立体影像数据并储存该立体影像数据。
5.如权利要求4所述的立体扫描系统，其特征在于，该数据储存装置包括内存、硬盘、 光盘及记忆卡的至少其中之一。
6.如权利要求1所述的立体扫描系统，其特征在于，进一步包括一显示装置，用以接收 影像传感器的立体影像数据及扫描状态讯息并显示立体影像及该扫描状态讯息，该立体影 像对应于立体影像数据。
7.如权利要求6所述的立体扫描系统，其特征在于，该显示装置包括阴极射线管显示 器、液晶显示器、发光二极管显示器、有机发光二极管显示器及电子纸显示器的其中之一。
专利摘要本实用新型公开了一种立体扫描系统，用以立体扫描并检视目标物的表面立体尺寸是否异常，比如不平滑或具有突起异物，该立体扫描系统包括光源、光学镜组、影像传感器及影像处理装置，其中光源产生条状发射光，且条状发射光相对于目标物朝水平方向移动，而光学镜组及影像传感器与光源的移动相关联，光学镜组反射或导引条状发射光而产生条状照射光，并照射目标物的表面，影像传感器接收目标物条状光投射区域的反射光，产生影像信号，影像处理装置接收影像信号，经适当的立体影像算法产生立体影像数据以及扫描状态讯息，比如目标物的表面是否异常。
文档编号G01N21/88GK201885977SQ20102050600
公开日2011年6月29日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者罗瑞祥 申请人:台湾色彩与影像科技股份有限公司