Сканирующее устройство и способ позиционирования сканирующего устройства

Сканирующее устройство и способ позиционирования сканирующего устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сканирующему устройству для сканирования объекта, в частности для сканирования трехмерной поверхности объекта.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу позиционирования сканирующего устройства относительно сканируемого объекта.

Уровень техники

В сканирующих устройствах обычно используется датчик изображения для сбора светового излучения, отраженного от объекта, для построения изображения объекта. Датчик изображения преобразует световую энергию в электрический заряд и в конечном итоге в совокупность двоичных единиц информации, представляющих цвет и интенсивность светового излучения. Получаемое в результате цифровое изображение представляет, например, двумерное изображение относительно плоского объекта, такого как бумага, помещенная, например, на планшетный сканер.

3D сканирование - это технология преобразования геометрической конфигурации или формы объекта в точечное множество данных. Каждая точка может представлять реальную точку, представленную в трехмерном пространстве, поверхности просканированного объекта. Собранные данные могут использоваться для построения цифровых трехмерных моделей. Собранные трехмерные данные используются в самых разных областях применения. Например, технология 3D сканирования широко используется в индустрии развлечений при создании кинофильмов и видеоигр. В число других широко распространенных приложений данной технологии входят промышленный дизайн, ортопедия и протезирование, обратное проектирование и прототипирование, контроль/проверка качества и документирование исторических артефактов.

В частности, могут быть собраны трехмерные данные человеческих лиц. Зафиксированные контур и геометрия лица могут использоваться для создания масок, применяемых в различных областях медицины, в том числе при поддержке CPAP (постоянного положительного давления в дыхательных путях). Точное 3D моделирование контура лица облегчает изготовление хорошо прилегающих масок, устраняя проблему утечек воздуха, которые могут вызывать раздражение глаз.

Существует множество различных технологий, которые могут использоваться для построения 3D сканирующего устройства. Согласно одной широко известной классификации технология сканирования подразделяется на два типа: контактное и бесконтактное 3D сканирование.

Контактные 3D сканеры исследуют объект посредством физического касания, когда объект соприкасается с прецизионной плитой, имеющей плоскую поверхность, или покоится на ней. Данный вид технологии сканирования главным образом используется при производстве и может обладать очень высокой точностью. Недостаток контактного сканирования заключается в том, что требуется контакт со сканируемым объектом. Таким образом, объект может изменяться или повреждаться в процессе сканирования. Кроме того, данная технология сканирования обычно является очень медленной по сравнению с другими способами сканирования. Помимо этого, нежелательно использовать такой 3D контактный сканер для сканирования контура человеческого лица.

Другой распространенный вид технологий 3D сканирования - активное бесконтактное сканирование. «Активное» означает, что соответствующий сканер излучает некоторого вида закодированную, структурированную или незакодированную энергию, такую как световое излучение, и обнаруживает отражение упомянутой энергии на сканируемом объекте с целью исследования объекта и получения соответствующего 3D изображения.

Активные 3D сканеры бесконтактного типа наиболее часто построены на использовании триангуляции. В данном случае сканер, например, направляет лазерный луч на объект и использует камеру для поиска местоположения пятна лазерного луча. В зависимости от того, насколько далеко лазерный луч попадает на поверхность объекта, пятно лазерного луча оказывается в различных местах поля обзора камеры. Базовая технология называется триангуляцией, поскольку пятно лазерного луча, камера и лазерный излучатель образуют треугольник.

Вместо одного пятна лазерного луча на объект может проецироваться структура светового излучения. Такой вид сканера называется сканером структурированного света и может рассматриваться в качестве активного бесконтактного сканера. Структура может представлять собой одномерную структуру, например линию, или двумерную структуру, например решетку, или структуру из линейных полос. Световая структура проецируется на объект с использованием, например, ЖК-проектора. Камера, незначительно смещенная от проектора структуры, захватывает структурированный свет из точки обзора камеры. Затем захваченное изображение анализируется и оценивается искажение структуры. С помощью алгоритма на основе триангуляции вычисляется расстояние до каждой точки структуры. Путем перемещения световой структуры по поверхности объекта можно получить 3D изображение объекта. 3D сканеры структурированного света обеспечивают очень быстрое сканирование. Вместо сканирования одной точки или линии в каждый момент времени сканеры структурированного света могут сканировать множество точек или линий, либо сразу все поле обзора.

Однако для получения надлежащих сканов сканер должен располагаться на определенном расстоянии от объекта и/или под определенным углом к нему. Для надлежащей установки сканера широко используется, например, статическая структура наведения, содержащая маркеры, которые требуется совместить с чертами лица путем перемещения и поворота удерживаемого в руке сканера. Например, глаза на человеческом лице должны быть совмещены со спроецированными кругами, а перекрестье должно совмещаться с кончиком носа. Такие процедуры установки, однако, позволяют получить лишь довольно неточные результаты и не вполне интуитивно понятны для специалистов по сну, использующих такие сканеры. Кроме того, если объект и сканер могут свободно перемещаться (например, при сканировании головы человека без опоры для подбородка с помощью ручного сканера), пользователь может испытывать трудности при оценке должного положения сканирующего луча. Следовательно, требуется некоторый вид обратной связи или содействие для правильного позиционирования сканирующего устройства относительно сканируемого объекта.

В публикации Glossop и др. “Laser projection augmented reality system for computer-assisted surgery”, International Congress Series, Excerpter Medica, Амстердам, Нидерланды, том 1256, 1 июня 2003 г., стр. 65-71, раскрыто универсальное устройство дополненной реальности, в котором используется быстро сканирующий лазер для отображения информации непосредственно на пациенте, используя пациента в качестве «проекционного экрана», при этом устройство способно определять местоположение спроецированных лазерных пятен с помощью 3D камеры.

В US 2011/002510 A1 раскрыто ручное или установленное с возможностью регулировки устройство для распознавания по радужной оболочке глаза, в котором обратная связь с оператором обеспечивается освещением видимым светом или изображением, спроецированным на лицо субъекта.

В US 2009/283598 A1 раскрыта система идентификации изображения, содержащая контроллер, осуществляющий синхронизацию системы идентификации изображения для захвата отраженного лазерного пучка на первом отрезке времени интегрирования, и для захвата изображения окружающей среды, распознанного системой идентификации изображения, на втором отрезке времени интегрирования, который больше первого отрезка времени интегрирования.

В US 2007/098234 A1 раскрыт маркер, обнаруживаемый визуальными средствами, содержащий полигональную краевую область, имеющую по меньшей мере четыре неколлинеарные угловые точки, при этом маркер несет на себе структуру в двоичном цифровом коде.

В US 2002/172415 A1 раскрыто устройство для представления информации, содержащее устройство регистрации трехмерных данных моделирования, при этом предусмотрено проекционное устройство для проецирования на объект маркера, для которого известно соотношение положения/ориентации в трехмерном пространстве с объектом фотосъемки.

В US 2010/079481 A1 раскрыты способ и система для маркировки съемочного плана и изображений съемочного плана ярлыками, при этом набор ярлыков проецируется на съемочный план при одновременной модуляции интенсивности каждого ярлыка согласно индивидуальному коду, изменяющемуся во времени.

В US 8,504,136 B1 раскрыты способ и устройство для преобразования и отображения изображений внутренних органов и тканей, полученных от расположенных внутри устройств визуализации, снаружи на кожном покрове.

В US 6,314,311 B1 раскрыта система регистрации для использования в сочетании с хирургической системой с визуальным контролем, включающая в себя устройство визуализации для медицинской диагностики, предназначенное для сбора данных изображения, получаемых от субъекта, и процессор для обработки данных изображения для реконструкции изображения субъекта из данных изображения.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в создании сканирующего устройства и способа, помогающего пользователю в нахождении правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства относительно сканируемого объекта.

В первом аспекте настоящего изобретения представлено сканирующее устройство для сканирования объекта, содержащее проекционный блок для проецирования установочного изображения на объект, при этом упомянутое установочное изображение содержит главную структуру, блок захвата изображения для захвата выдаваемого камерой прямого изображения объекта, при этом упомянутое выдаваемое камерой прямое изображение содержит производную структуру главной структуры, при этом производная структура является производной от главной структуры и представляет упомянутое спроецированное установочное изображение на виде с позиции блока захвата изображения и блок установки для обеспечения индикации правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства относительно сканируемого объекта на основании захваченного выдаваемого камерой прямого изображения.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения представлен способ позиционирования сканирующего устройства относительно сканируемого объекта, при этом способ содержит проецирование установочного изображения на объект, при этом упомянутое установочное изображение содержит главную структуру, захват выдаваемого камерой прямого изображения объекта, при этом упомянутое выдаваемое камерой прямое изображение содержит производную структуру главной структуры, при этом производная структура является производной от главной структуры и представляет упомянутое спроецированное установочное изображение на виде из точки захвата изображения, обеспечение индикации правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства относительно сканируемого объекта на основании захваченного выдаваемого камерой прямого изображения.

Проекционный блок сканирующего устройства, например, может представлять собой LCD проектор или любой другой стабильный источник света, способный проецировать установочное изображение, содержащее главную структуру, на объект. Обычно в качестве блока захвата изображения используется прибор с зарядовой связью или CMOS датчик для захвата выдаваемого камерой прямого изображения. Поскольку сканирующее устройство основано на принципе структурированного света, проекционный блок проецирует структуру светового излучения на объект и оценивает деформацию упомянутой структуры на объекте для построения 3D изображения сканируемого объекта. Чтобы получить точные сканы и гарантировать, что сканируемый объект находится в рабочем диапазоне сканера, положение и/или ориентация сканирующего устройства должны быть выверены в отношении объекта, т.е. сканирующее устройство должно располагаться в определенном диапазоне расстояний/углов относительно объекта. Пользователь может очень легко отрегулировать положение и/или ориентацию, просто перемещая сканирующее устройство относительно объекта на основании выданной индикации. Для выдачи индикации сканирующее устройство может оценить захваченное выдаваемое камерой прямое изображение и может определить возможное несовпадение сканирующего устройства на основании упомянутой оценки. В данном случае индикация содержит информацию о найденном несовпадении. В качестве альтернативы оператор сканирующего устройства производит оценку отклонения сканирующего устройства от правильного положения и/или правильной ориентации на основании индикации, при этом сканирующее устройство не оценивает правильность положения сканирующего устройства до проведения индикации. В силу малой сложности предложенная регулировка положения сканирующего устройства может выполняться очень быстро.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. В первом варианте осуществления проекционный блок выполнен с возможностью проецирования статичной главной структуры, при этом блок установки представляет собой блок совмещения, выполненный с возможностью корректировки установочного изображения путем совмещения захваченного выдаваемого камерой прямого изображения и статичной главной структуры, при этом скорректированное установочное изображение указывает правильное положение и/или правильную ориентацию сканирующего устройства относительно сканируемого объекта, если статичная главная структура и производная структура по существу совпадают в скорректированном установочном изображении. Другими словами, пользователь сканера интуитивно понимает, что сканирующее устройство установлено правильно, как только статичная главная структура и производная структура по существу совпадут в скорректированном установочном изображении. В данном варианте осуществления нет необходимости в реализации сложных алгоритмов в сканирующем устройстве для оценки правильности расположения сканирующего устройства. По сравнению с автоматической процедурой совмещения, которая, например, может дать сбой из-за волосяного покрова лица и движения сканера или объекта, приводящего к размытости изображения, выдаваемого камерой, предложенная ручная установка сканирующего устройства, используя подсознательную визуальную обратную связь пользователя, представляет весьма надежное решение.

В дополнительном варианте осуществления проекционный блок выполнен с возможностью проецирования главной структуры, содержащей базовую структуру, при этом правильное положение и/или правильная ориентация представляют собой правильное расстояние сканирующего устройства относительно сканируемого объекта. Базовая структура может содержать, например, круг и две линии, пересекающиеся в центре круга. Блок захвата изображения, который незначительно смещен от проекционного блока, захватывает упомянутую базовую структуру с позиции блока захвата изображения. Если статичная главная структура и производная структура не совпадают в скорректированном установочном изображении, расстояние до объекта установлено неверно. Следовательно, пользователь должен переместить сканирующее устройство ближе или дальше от объекта. С помощью наложенных структур расстояние от сканирующего устройства до сканируемого объекта может регулироваться очень быстро простым, интуитивно понятным и более надежным способом.

В дополнительном варианте осуществления проекционный блок выполнен с возможностью проецирования главной структуры, содержащей базовую структуру и дополнительную структуру, при этом правильное положение и/или правильная ориентация представляют собой правильный угол расположения сканирующего устройства относительно объекта. Помимо базовой структуры главная структура может также содержать дополнительную структуру, образованную, например, двумя дополнительными линиями, расположенными на двух разных сторонах за пределами круга базовой структуры. Главная структура, как указано в данном варианте осуществления, способствует регулировке расстояния и/или угла сканирующего устройства относительно сканируемого объекта. Таким образом, пользователю может также потребоваться повернуть сканирующее устройство относительно объекта, если статичная главная структура и производная структура не совпадают в скорректированном установочном изображении. Визуальная обратная связь между статичной главной структурой и производной структурой, которые содержатся в установочном изображении, приводит к быстрому, простому, интуитивно понятной и более надежной установке углового положения сканирующего устройства.

В другом варианте осуществления сканирующее устройство дополнительно содержит блок обработки данных для обработки захваченного выдаваемого камерой прямого изображения, который выполнен с возможностью подачи обработанного выдаваемого камерой прямого изображения в блок совмещения. С помощью блока обработки данных выдаваемое камерой прямое изображение может быть преобразовано перед совмещением с главной структурой. Это приводит к повышению качества скорректированного установочного изображения, а значит, способствует более точной установке сканирующего устройства относительно объекта.

В дополнительном варианте осуществления блок обработки данных выполнен с возможностью масштабирования выдаваемого камерой прямого изображения. Функция масштабирования может использоваться для согласования формата блока захвата изображения и проекционного блока. Поскольку блок обработки данных может использоваться для синхронизации графических параметров проекционного блока и блока захвата изображения, можно достичь очень гибкого сочетания проекционного блока и блока захвата изображения. Кроме того, повышается качество совмещения статичной главной структуры и выдаваемого камерой прямого изображения, что способствует более точной установке сканирующего устройства. В качестве альтернативы коэффициент масштабирования может быть дополнительно увеличен для повышения чувствительности визуальной обратной связи и уменьшения появления посторонних изображений текстуры.

В другом варианте осуществления блок обработки данных выполнен с возможностью трансформации выдаваемого камерой прямого изображения, так что главная структура и производная структура по существу совпадают в скорректированном установочном изображении, когда сканирующее устройство установлено правильно по отношению к калибровочному объекту. В данном варианте осуществления сканирующее устройство позволяет сначала установить сканирующее устройство относительно калибровочного объекта. Для этого калибровочного объекта пользователь знает надлежащее расстояние и надлежащий угол. Это означает, что статичная главная структура и производная структура теоретически должны совпадать в скорректированном установочном изображении, если сканирующее устройство расположено на известном расстоянии и под известным углом. В случае несовпадения упомянутых структур блок обработки данных выполнен с возможностью преобразования выдаваемого камерой прямого изображения таким образом, что главная структура и производная структура в конечном итоге совпадут в скорректированном установочном изображении. Найденная трансформация хранится и используется в цепи визуальной обратной связи. Эта мера улучшает визуальную обратную связь.

В дополнительном варианте осуществления блок совмещения выполнен с возможностью применения иной яркости и/или другого цвета к захваченному выдаваемому камерой прямому изображению, чем к главной структуре. Неодинаковые яркость и/или цвет позволят легче различить главную структуру и производную структуру. В результате пользователь может точнее установить сканирующее устройство.

В другом варианте осуществления блок совмещения выполнен с возможностью многократной корректировки установочного изображения путем многократного совмещения непрерывно захватываемого выдаваемого камерой прямого изображения и главной структуры. В данном варианте осуществления пользователь получает непрерывную визуальную обратную связь при изменении положения и/или ориентации сканирующего устройства. Следовательно, эта мера ускоряет настройку сканирующего устройства.

В дополнительном варианте осуществления сканирующее устройство выполнено с возможностью подавления или избегания ложных структур в скорректированном установочном изображении. При многократной корректировке установочного изображения путем многократного совмещения непрерывно захватываемого выдаваемого камерой прямого изображения и главной структуры скорректированное установочное изображение может содержать много ложных структур, являющихся следствием замкнутого контура, образуемого проекционным блоком, блоком захвата изображения и блоком совмещения. Хотя ложные структуры могут не восприниматься в качестве помехи, поскольку упомянутые структуры отклоняются в одном направлении, и даже могут помогать пользователю в процессе точной настройки положения, ложные структуры можно эффективно подавить или даже избежать в некоторых вариантах осуществления.

В другом варианте осуществления блок совмещения выполнен с возможностью подавления ложных структур путем усиления контраста выдаваемого камерой прямого изображения для отделения производной структуры от фона выдаваемого камерой прямого изображения и нормализации яркости выдаваемого камерой прямого изображения, так чтобы эта яркость составляла заданную долю яркости главной структуры. Благодаря таким мерам установочное изображение по существу содержит только статичную главную структуру и производную структуру, которая в данном варианте осуществления образована лишь главной структурой с позиции блока захвата изображения. Ложные структуры и другое содержимое изображений, не относящееся к спроецированным структурам (двойные ложные носы/глаза и т.д.), подавляются. В результате внимание пользователя сосредоточено лишь на этих двух структурах.

В дополнительном варианте осуществления блок захвата изображения выполнен с возможностью устранения ложных структур путем синхронизации работы блока захвата изображения и проекционного блока так, что производная структура и захваченное выдаваемое камерой прямое изображение образуются только главной структурой на виде с позиции блока захвата изображения. Если статичная главная структура известна блоку захвата изображения, блок захвата изображения обладает возможностью сбора изображений, которые содержат только главную структуру с позиции блока захвата изображения. Следовательно, с помощью этой меры можно эффективно устранить ложные структуры.

В дополнительном варианте осуществления проекционный блок выполнен с возможностью проецирования изображения в скорректированной конфигурации, используя первый канал цветности для главной структуры и используя второй канал цветности для производной структуры, при этом блок захвата изображения выполнен с возможностью захвата выдаваемого камерой прямого изображения, используя по меньшей мере первый канал цветности. В данном варианте осуществления предпочтительно используются цветной проекционный блок и цветной блок захвата изображения. Путем проецирования и получения главной структуры и производной структуры с использованием каналов цветности можно избежать образования ложных структур, способных ввести в заблуждение.

В другом варианте осуществления сканирующее устройство выполнено с возможностью определения трехмерных данных, представляющих трехмерную геометрию по меньшей мере части объекта. 3D сканер исследует объект для сбора данных о его форме и возможно о его внешнем виде (например, цвете). Собранные трехмерные данные могут использоваться для построения цифровых трехмерных моделей. Трехмерные данные могут использоваться в самых разных областях применения. Например, они могут использоваться в индустрии развлечений при создании кинофильмов и видеоигр. В число других широко распространенных приложений данной технологии входят промышленный дизайн, ортопедия и протезирование, обратное проектирование и прототипирование, контроль/проверка качества и документирование исторических артефактов.

В дополнительном варианте осуществления сканирующее устройство содержит интерфейс для передачи упомянутых трехмерных данных в блок хранения данных. В одном варианте осуществления блок хранения данных расположен непосредственно рядом со сканирующим устройством и даже может быть встроен в сканирующее устройство. В другом варианте осуществления блок хранения данных расположен удаленно, например, на производственном участке, где трехмерные данные используются для изготовления изделия.

Например, объект может представлять собой лицо человека. Трехмерные данные человеческого лица, например, могут использоваться для изготовления индивидуальной маски для человека, например интерфейса пациента для медицинского лечение, или любого другого типа масок для иных приложений, например при создании кинофильмов.

В предпочтительном варианте осуществления способа по изобретению статичная главная структура проецируется на объект, при этом этапы обеспечения индикации и изменения положения и/или ориентации содержат этапы корректировки установочного изображения путем совмещения захваченного выдаваемого камерой прямого изображения и статичной главной структуры, проецирования скорректированного установочного изображения на объект и изменения положения и/или ориентации сканирующего устройства так, чтобы статичная главная структура и производная структура по существу совпадали в скорректированном установочном изображении. Данный вариант осуществления создает интуитивно-понятный подход для правильного расположения сканирующего устройства относительно объекта, а потому не требует специальной подготовки персонала, использующего сканер.

В другом варианте осуществления способ дополнительно содержит установку сканирующего устройства таким образом, что центр главной структуры направлен на центр объекта. Центр главной структуры, например, может представлять собой круг базовой структуры. Центр этого круга далее может располагаться так, чтобы быть направленным на центр объекта, например, нос сканируемого человека. Это способствует точной настройке расстояния сканирования и угла сканирования.

В другом варианте осуществления способ дополнительно содержит установку сканирующего устройства таким образом, что вертикальная ось симметрии главной структуры совпадает с вертикальной осью симметрии объекта. Вертикальная ось симметрии объекта, например, может представлять вертикальную центровую линию человеческого лица, содержащую переносицу. Данная структура помогает пользователю в процессе регулировки положения и облегчает правильное позиционирование сканирующего устройства.

В еще одном аспекте настоящего изобретения проекционный блок сканирующего устройства выполнен с возможностью проецирования главной структуры, содержащей маркерную структуру, при этом блок установки содержит вычислительный блок для определения величины глубины спроецированной маркерной структуры на основании захваченного выдаваемого камерой прямого изображения, при этом величина глубины представляет расстояние между положением спроецированной маркерной структуры и сканирующим устройством, и для вычисления погрешности установки сканирующего устройства на основании найденной величины глубины, при этом погрешность установки представляет отклонение фактической установки сканирующего устройства от правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства, при этом индикация правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства основана на погрешности установки. В данном варианте осуществления сканирующее устройство выполнено с возможностью непрерывного обеспечения обратной связи по погрешности установки. Это позволяет достичь очень быстрой и точной установке сканирующего устройства относительно объекта.

В дополнительном варианте осуществления сканирующего устройства блок установки содержит блок обнаружения для определения положения спроецированной маркерной структуры. С помощью блока обнаружения маркерная структура может быть идентифицирована очень быстро. В результате нахождение погрешности установки и индикация соответственно могут проводиться без какой-либо существенной задержки. Это, в свою очередь, приводит к быстрой и удобной установке сканирующего устройства.

В другом варианте осуществления сканирующего устройства блок установки содержит блок представления для представления индикации правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства оператору сканирующего устройства. С помощью непосредственной обратной связи, обеспечиваемой сканирующим устройством, пользователь, например специалист по сну, может сразу же отреагировать на позиционное несовпадение сканирующего устройства. Это обеспечивает правильную установку сканера, а значит, приводит к точному сканированию, например, человеческого лица.

В дополнительном варианте осуществления сканирующего устройства блок представления выполнен с возможностью представления индикации правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства, которая содержит величину и/или направление погрешности установки. В данном варианте осуществления пользователь сканирующего устройства получает точную информацию о направлении и величине погрешности установки. Поскольку пользователь сканирующего устройства точно знает, как переместить и/или повернуть сканер относительно объекта, процесс регулировки положения может быть ускорен.

В другом варианте осуществления сканирующего устройства блок представления содержит блок наложения для корректировки установочного изображения путем наложения главной структуры и изображения, содержащего индикацию правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства. Визуализация обеспечивает весьма интуитивно-понятный подход для индикации погрешности установки. Таким образом, погрешность установки можно спроецировать, например, на область лба на человеческом лице. Это означает, что обратная связь в отношении правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства обеспечивается непосредственно в поле обзора пользователя, работающего со сканирующим устройством. Это делает процесс регулировки положения более удобным и простым для пользователя. Кроме того, для отображения погрешности установки не требуется дополнительного аппаратного обеспечения.

В дополнительном варианте осуществления сканирующего устройства блок представления содержит блок визуального отображения для отображения изображения, содержащего индикацию правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства. В данном варианте осуществления для обеспечения информации о погрешности установки используется отдельный блок. Этот внешний блок отображения может располагаться на любом расстоянии от пользователя, работающего со сканирующим устройством. Кроме того, информация может выдаваться в любом формате и, например, может изменяться в масштабе в соответствии с потребностью оператора. Помимо этого, на блок визуального отображения может выводиться дополнительный текст, подсказывающий пользователю, как следует переместить и/или повернуть сканирующее устройство относительно объекта.

Согласно другому варианту осуществления сканирующего устройства блок представления содержит акустический блок для звукового сообщения информации, содержащей индикацию правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства. Акустический блок может содержать, например, громкоговоритель для звукового сообщения информация, чтобы инструктировать оператора сканирующего устройства в процессе регулировки положения. Эта звуковая информация может обеспечиваться в качестве альтернативы или дополнительно к визуальному представлению погрешности установки.

В другом варианте осуществления сканирующего устройства проекционный блок выполнен с возможностью проецирования маркерной структуры, содержащей структуру с пространственным и/или временным кодированием. Такая кодированная структура облегчает обнаружение спроецированной маркерной структуры, тем самым ускоряя процесс регулировки положения.

Согласно другому варианту осуществления сканирующего устройства проекционный блок выполнен с возможностью проецирования главной структуры, содержащей структуру статичного элемента. Структура статичного элемента может содержать, например, два круга и/или перекрестье, которые должны быть совмещены с глазами и/или кончиком носа человеческого лица в начале процесса регулировки положения. Применение структуры статичного элемента обеспечивает грубую начальную установку сканирующего устройства. Следовательно, индикация погрешности установки требуется только для точной настройки положения и/или ориентации сканирующего устройства. В результате процесс регулировки положения может быть ускорен.

Согласно еще одному аспекту способа по изобретению главная структура, содержащая маркерную структуру, проецируется на объект, при этом этап обеспечения индикации содержит определение величины глубины спроецированной маркерной структуры на основании захваченного выдаваемого камерой прямого изображения, при этом величина глубины представляет расстояние между положением спроецированной маркерной структуры и сканирующим устройством, вычисление погрешности установки сканирующего устройства на основании найденной величины глубины, при этом погрешность установки представляет отклонение фактической установки сканирующего устройства от правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства, и обеспечение индикации правильного положения и/или правильной ориентации сканирующего устройства на основании погрешности установки. Предложенный способ совершенствует процедуры установки путем непрерывного обеспечения непосредственной обратной связи по погрешности установки оператору сканирующего устройства. Эта обратная связь может добавляться к спроецированной структуре или обеспечиваться иным способом, например на отдельном экране или с помощью акустического блока. При помощи представленной погрешности установки оператор сканирующего устройства интуитивно ориентируется в процессе регулировки положения. В результате сканер можно очень быстро и точно навести на объект.

Согласно другому варианту осуществления способ дополнительно содержит определение положения спроецированной маркерной структуры до определения величины глубины. Сначала следует идентифицировать спроецированную маркерную структуру в захваченном выдаваемом камерой прямом изображении. Как только положение этого маркера определено, величина глубины данного маркера непрерывно оценивается посредством 3D сканера. На основании оценки глубины осуществляется вычисление погрешности установки сканирующего устройства и сообщается оператору сканера. Предпочтительно главная структура содержит множество маркерных структур, проецируемых на объект. Это облегчает вычисление погрешности установки.

Следует понимать, что заявленный способ имеет схожие и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, что и заявленное устройство, которые определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты изобретения станут очевидны из вариантов осуществления, описанных ниже. На чертежах:

на Фиг. 1 показан предпочтительный вариант осуществления сканирующего устройства для сканирования объекта;

на Фиг. 2 показаны другие варианты осуществления статичной главной структуры, содержащейся в установочном изоб