[0001] 本实用新型涉及三维重建技术领域，尤其涉及一种三维重建系统。

[0002] 随着社会的发展，人们越来越注重自身的生活质量，对鞋子的要求日益增高，近年来，客户定制成为制鞋业新的发展方向，在此过程中，使用足部扫描仪获取人的足部三维信息是至关重要的一环。

[0003] 基于此，发明人发现，在现有技术中，至少有以下问题：

[0004] 现有的基于激光的三维扫描仪通过会使用激光发射器，利用旋转驱动机构分别带动扫描模块绕足部运动，达到对踏板上足部的三维扫描。然而，由于该足部扫描仪工作时需要用旋转驱动机构带动对应的测头模块绕足部旋转运动才可完整地实现对足部的三维扫描，使得该足部扫描仪工作时对足部三维扫描所需要的工作时间长，同时在足部扫描仪工作时，需要被获取形状的对象必须静止，但是扫描的时间越长，人和脚部将越可能移动，存在不可控制的误差。而且旋转驱动机构工作需要有对应的轨道及动力源，使得足部扫描仪整体体积大，内部结构复杂，空间利用率低，运输安全性较差，不便于包装运输。

[0031] 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

[0032] 需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0033] 实施例一

[0034] 图1是根据本实用新型实施例一提供的一种三维重建系统的结构示意图，本实施例可适用于重建部位的三维模型的情况。

[0035] 如图1所示，本实施例提供的三维重建系统包括：部署在部位扫描机构上的承托物1、图像处理设备2和至少两个摄像装置3，其中，承托物1上标记有参考物位置标识和部位位置标识，参考物位置标识处用于放置目标参考物4，部位位置标识处用于放置待重建部位5；
图像处理设备2，用于在接收到图像采集请求时，向至少两个摄像装置3发送图像采集指令；
至少两个摄像装置3的拍摄视野中包括参考物位置标识和部位位置标识；摄像装置3，用于在接收到图像处理设备2发送的图像采集指令时，进行拍摄，得到待使用图像，并将待使用图像反馈至图像处理设备2；图像处理设备2根据摄像装置3发送的待使用图像重建出目标三维图像。

[0036] 其中，承托物1可以用于放置目标参考物4、待重建部位5、摄像装置3和图像处理设备2等，承托物1的材质可以为硬质或柔软质地的带有标记的材料，如，可以为橡胶板，塑料板，硅胶板，或乳胶垫等等。目标参考物4可以为具有已知形状和尺寸的物体，如形状和尺寸可以结合承托物1的大小进行确定，在此不作限定。待重建部位5可以为对象身体部位的足部，或者任意需要重建的主体。摄像装置3可以为具有摄像功能的相机，摄像装置3的数量可以为多个，多个摄像装置3放置在可以同时拍摄到目标参考物4和待重建部位5的位置，也就是说，摄像装置3放置的位置使其拍摄视野中包括参考物位置标识和部位位置标识。图像处理设备2可以为嵌入式计算机。参考物位置标识可以是指用于放置目标参考物4的标记信息。部位位置标识是指用于放置待重建部位5的标记信息。标记信息的类型可以为点标记，或线标记等，例如，假设待重建部位5为足部，那么部位位置标识可以为足部形状的线标记，假设目标参考物4为长方体物体，那么参考物位置标识可以为长方体物体的底面积的线标记，以使基于标记信息，可以准确的将参考物或足部放置到合适的位置。图像采集请求可以为用于请求图像采集的程序或代码。图像采集指令是指用于指示执行图像采集的命令。

[0037] 在本实施例中，摄像装置3可以通过有线或无线的方式与图像处理设备2相连接。图像处理设备2的页面上可以设置一些显示控件，用于提示用户基于部位扫描机构进行足部三维扫描。可以当用户触发了页面上的扫描控件时，认为图像处理设备2接收到了图像采集请求，在图像处理设备2与摄像装置3通信时，可以向各摄像装置3发送图像采集指令，以使各摄像装置3同时进行拍摄，得到每个摄像装置3在各自拍摄角度下的图像，即待使用图像。各摄像装置3可以将各自拍摄的待使用图像发送至图像处理设备2。图像处理设备2在接收到各待使用图像之后，可以利用重建算法对待使用图像进行处理，重建出目标三维图像，还可以将目标三维图像进行显示。

[0038] 为了提高三维重建的准确性，目标参考物4可以放置在承托物1的中间位置，用户的双足可以分别放置在目标参考物4的两侧，在摄像装置3拍摄的过程中，拍摄得到包含目标参考物4和足部的待使用图像。可选的，参考物位置标识位于承托物1的中心位置，在参考物位置标识的两侧分别标记有部位位置标识。

[0039] 在本实施例中，还可以是在摄像装置3启动后，摄像装置3在检测到拍摄视野中包含待拍摄的物体时，自动触发拍摄，既可以防止因在图像处理设备2的页面上的误操作，导致图像无效采集情况的发生，也可以提高图像采集的准确性。可选的，摄像装置3，还用于在检测到拍摄视野中包括目标参考物4和待重建部位5时，进行拍摄，得到包含目标参考物4和待重建部位5的待使用图像。

[0040] 具体的，摄像装置3可以在检测到拍摄视野中包括目标参考物4和待重建部位5时，触发拍摄，得到待使用图像，此时待使用图像中是包含目标参考物4和待重建部位5的。

[0041] 为了进一步的提高图像采集的准确性，可以在目标参考物4处于稳定状态、且待重建部位5处于稳定状态时，触发拍摄，保证图像的质量。可选的，摄像装置3，还用于在检测到目标参考物4位于参考物位置标识的累计时长达到第一预设时长，且待重建部位5位于部位位置标识的累计时长达到第二预设时长时，进行拍摄，以拍摄得到待使用图像。

[0042] 其中，第一预设时长和第二预设时长均为预先设定值，可以由技术人员根据实际工作情况进行确定，例如，可以为5s，也可为7s。

[0043] 具体的，摄像装置3可以在检测到目标参考物4位于参考物位置标识的持续时长达到第一预设时长，且待重建部位5位于部位位置标识的持续时长达到第二预设时长时，认为用户的足部处于稳定无晃动状态，此时可以进行拍摄，得到待使用图像。

[0044] 进一步的，为了提高部位扫描机构拆卸和组装的便捷性，以使能够便捷对部位扫描机构进行拆装、搬运和组装。可选的，至少两个摄像装置3均设于相应的摄像支架6上，摄像支架6设于承托物1上。摄像装置3通过螺纹或卡槽的方式固定在对应的摄像支架6上。图像处理设备2设于设备支架7上，设备支架7设于承托物1上，图像处理设备2通过螺纹或卡槽的方式固定在对应的设备支架7上，设备支架7和摄像支架6可以为具有一定硬度的支撑架，为了提高部位扫描机构的稳定性，设备支架7和摄像支架6之间可以通过螺纹或卡槽的方式相互连接，在相互连接的状态下置于承托物1上，防止出现晃动。示例性的，可以参见图2，图2可以表示为三维重建系统的结构示意图，承托物1四周放置用于安装固定整个三维重建系统的多个摄像支架6、目标参考物4以及设备支架7，目标参考物4放置在承托物1上的合适位置，多个摄像支架6可以通过支撑支架连接起来，形成一个相对稳定的整体，n个相机通过螺纹或者卡槽的方式固定在相机支架上，采用n个(n大于等于2)相互独立安装的摄像装置3拍摄，拍摄速度快的同时，减少拍摄过程中由于足部移动导致的测量误差。且数据覆盖更加全面，结构简单，整个部位扫描机构上没有可运动的机械结构，提高系统的可靠性。

[0045] 图3是根据本实用新型实施例所提供的图像处理设备的结构示意图，如图3所示，图像处理设备2，包括：显示屏21、请求接收模块22和图像处理模块23，其中，请求接收模块22，用于接收用户触发显示屏21上的采集控件生成的图像采集请求，并根据图像采集请求将图像采集指令发送至至少两个摄像装置3；图像处理模块23，用于接收摄像装置3发送的待使用图像，并根据各待使用图像，确定目标三维图像，并将目标三维图像显示在显示屏21上。

[0046] 其中，采集控件可以为用户与应用主窗口区域交互的UI元素，用于图像采集的按钮，其显示形式可以为文本、数据、图标等。

[0047] 具体的，可以在用户触发显示屏21上的采集控件时，生成图像采集请求，并由请求接收模块22接收该图像采集请求，进而可以生成图像采集指令，并将图像采集指令同时发送至各摄像装置3，以使各摄像装置3同时进行拍摄得到待使用图像，各摄像装置3可以将待使用图像发送至图像处理模块23。图像处理模块23在接收到摄像装置3发送的待使用图像之后，可以对包含目标参考物4和待重建部位5的各待使用图像进行校正和拟合拼接，拟合出完整的三维模型，作为目标三维图像，可以将目标三维图像显示在显示屏21上。

[0048] 示例性的，n个相机通过有线或者无线的方式和用于图像处理的嵌入式计算机(即图像处理设备2)相连接，计算机可以将获取到的多个角度的待使用图像传输到对应服务器，通过服务器对各待使用图像计算，拟合为目标三维图像，通过嵌入式计算机展示出来。也可以通过嵌入式计算机完成待使用图像的获取，计算、拟合，得到目标三维图像，并通过嵌入式计算机的显示屏21展示出来。

[0049] 可选的，图像处理设备2，还包括：参考物模型设置模块24；参考物模型设置模块24与图像处理模块23相通信；参考物模型设置模块24，用于接收目标参考物4对应的物体属性信息，并在接收到图像处理模块23发送的信息获取请求时，将物体属性信息发送至图像处理模块23。

[0050] 其中，物体属性信息中可以包括但不限于形状和尺寸等。信息获取请求是指用于获取目标参考物的物体属性信息的请求。

[0051] 具体的，可以将目标参考物4的结构信息(即物体属性信息)配置在参考物模型设置模块24中，还可以根据实际需求更换目标参考物4，相应的，参考物模型设置模块24还可以接收新的目标参考物4的物体属性信息，并基于新的物体属性信息更新历史存储的物体属性信息。在模型重建的过程中，图像处理模块23可以向参考物模型设置模块24请求物体属性信息，在参考物模型设置模块24接收到图像处理模块23发送的信息获取请求时，可以将物体属性信息发送至图像处理模块23，以使图像处理模块23基于物体属性信息进行物体的拟合和拼接。

[0052] 在三维重建的过程中，为了提高重建的快捷性，可选的，图像处理模块23，具体用于接收参考物模型设置模块24发送的物体属性信息，并基于物体属性信息进行各待使用图像的拟合，以在检测到对目标参考物4的重建结果为成功时，得到目标三维图像。

[0053] 需要说明的是，由于待重建部位5和目标参考物4的图像是同一时刻拍摄的，且拍摄时间很短，所以当拍摄到的目标参考物4图像和预设的参考物4图像完全拟合时，认为生成的三维模型包含待重建部位5对应的目标三维图像。

[0054] 在本实施例中，参考物模型设置模块24与图像处理模块23进行通信，在图像处理模块23接收到各待使用图像之后，可以向参考物模型设置模块24请求物体属性信息，并在接收到物体属性信息之后，可以通过根据物体属性信息拟合拼接拍摄到的目标参考物4的形状和尺寸，在对目标参考物4重建完整之后，认为对于待重建部位5的三维数据重建完成。在承托物1上部署目标参考物4的好处在于：在三维重建的过程中，待使用图像中同时包含目标参考物4和待重建部位5，由于目标参考物4的结构简单，便于模型重建，可通过对待使用图像中的目标参考物4进行拟合和拼接，在对目标参考物4的重建完成时，可认为待重建部位5重建完成，提高模型重建的效率。

[0055] 本实施例的技术方案，通过部署在部位扫描机构上的承托物、图像处理设备和至少两个摄像装置，承托物上标记有参考物位置标识和部位位置标识，以使在参考物位置标识处放置目标参考物，并在部位位置标识处放置待重建部位；图像处理设备，用于在接收到图像采集请求时，向至少两个摄像装置发送图像采集指令；摄像装置，用于在接收到图像处理设备发送的图像采集指令时进行拍摄，得到待使用图像，并将待使用图像反馈至图像处理设备，以使图像处理设备根据待使用图像重建出目标三维图像，解决了现有技术中通过扫描仪旋转扫描待测物体，导致扫描效率低，且成本高的问题，实现通过在承托物上标记参考物位置标识和部位位置标识，并在参考物位置标识处放置目标参考物，在部位位置标识处放置待重建部位，使得部位扫描机构是可拆卸、便于包装运输的，进一步的，通过多角度的摄像装置同时拍摄采集图像，由图像处理设备根据待使用图像重建出目标三维图像，提高三维扫描的效率和准确性，减少扫描成本，达到提高用户使用便捷性的技术效果。

[0056] 实施例二

[0057] 作为上述实施例的一可选实施例，为了使本领域技术人员进一步清楚本实用新型实施例的技术方案，给出具体的应用场景实例。具体的，可以参见下述具体内容。

[0058] 继续参见图2，本实用新型实施例所提供的三维重建系统可以由部署在部位扫描机构上的承托物1、图像处理设备2和至少两个摄像装置3组成。其中，承托物1用于放置摄像装置3、足部(即待重建部位5)和参考物4(即目标参考物4)。承托物1中间位置可用于放置参考物4，足部可放置于参考物4周围靠近中间的区域，n(n大于等于2)个摄像装置3(如相机)放置在可以同时拍摄到参考物4和足部的位置，如，摄像装置3可放置于承托物1周围，确保可以同时拍摄到足部和参考物4即可。承托物1四周还可放置用于安装固定整个三维重建系统的多个摄像支架6和设备支架7，n个摄像装置3通过螺纹或者卡槽的方式固定在摄像支架6上，多个摄像支架6和设备支架7可以通过支撑支架连接起来，形成一个相对稳定的整体，在实际应用中，可以通过硬连接的方式固定多个摄像装置3的位置，减少因为用户碰撞导致的相机位置的大幅度移动，提高系统稳定性。设备支架7用于安装三维重建系统的图像处理设备2，图像处理设备2可以为嵌入式计算机。摄像装置3通过有线或者无线的方式和图像处理设备2相连接。摄像装置3用于拍摄包含参考物4和足部的n(n大于等于2)个角度的待使用图像。采用n个相互独立安装的相机拍摄，拍摄速度快，减少拍摄过程中由于脚部移动导致的测量误差，且数据覆盖更加全面，结构简单，整个设备没有可运动的机械结构，提高系统的可靠性。

[0059] 在上述方案的基础上，承托物1可以采用硬质或柔软质地的带有标记的材料，方便用户放置参考物4和相机；承托物1也可以是带有螺纹和凹槽标记的材料。用户可以通过承托物1的凹槽和螺纹等标记简单快速的组装好整个系统。系统内部的支撑支架和摄像支架6可以通过凹槽或者螺纹的方式快速拆装。三维重建系统中n个相互独立的高精度三维足部扫描相机之间可通过支撑支架连接起来，使得整个系统形成一个相对稳定的整体，更好的保证了设备扫描的稳定性和更高的扫描精度。

[0060] 在实际应用中，可以将n个相机拍摄到的足部的多个角度的图像数据(即待使用图像)传输到对应的服务器，服务器可以将拟合好的三维模型返回到嵌入式计算机上，供使用者查看扫描结果。也可以将n个相机拍摄到的足部的多个角度的图像数据通过本地嵌入式计算机进行处理，拟合得到3D足部模型，通过嵌入式计算机的屏幕展示出来。可选的，图像处理设备2包括图像处理模块23，用于对参考物4和足部的多个角度图像进行校正和拟合拼接，可以由数据输出模块展示输出图像处理模块23所生成的三维足部模型。图像处理设备2还包括参考物模型设置模块24，参考物模型设置模块24与图像处理模块23相连接。参考物模型设置模块24，用于保存参考物4的形状和尺寸等物体属性信息。例如，在基于各待使用图像进行三维模型时，可以当拍摄到的参考物4的模型重建与预设的参考物4形状、尺寸等一致时，认为此时重建出的三维模型为三维足部模型。

[0061] 为了清楚地介绍本实用新型的技术方案，以具体示例进行进一步详细说明，本实用新型的使用步骤可以如下所示：

[0062] 第一步，将承托物1平铺在地面上，依据承托物1表面的标识位置信息，将参考物4和n个相机放置在承托物1上对应的位置；

[0063] 第二步，通过螺纹或者凹槽的方式将n个摄像装置3和图像处理设备2用支撑支架连接起来，使各个摄像装置3之间形成一个完整稳定的整体，更好地保证了设备扫描的稳定性，保证了更高的扫描精度；

[0064] 第三步，通过有线或者无线的方式将n个摄像装置3和图像处理设备2连接起来；

[0065] 第四步，用户将足部放置于承托物1划定的足部放置区域，使得n个摄像装置3可以同时拍摄到参考物4和足部的多个角度的图像；

[0066] 第五步，通过移动终端扫描图像处理设备2的主机屏幕(即显示屏21)所显示的动态识别码(如二维码)，或者触屏操作点击采集控件，图像处理设备2将开始拍摄命令传给n个摄像装置3，使得n个摄像装置3开始拍摄，在拍摄的1～2秒时间内需要保持足部静止不动，此时，图像处理设备2的显示屏21幕也会提示正在拍摄中，请保持足部静止；

[0067] 第六步，n个摄像装置3会将拍摄到的足部多个角度的图像通过有线或者无线的方式传输给图像处理设备2，通过图像处理设备2对n个摄像装置3传输的带有参考物4的图像进行拟合拼接，并将拟合拼接好的图像通过图像处理设备2自带的屏幕展示出来，也可以通过与设备连接的终端屏幕显示拟合好的足部3D模型。也可以通过图像处理设备2将n个摄像装置3拍摄的带有参考物4的足部数据发送到对应的服务器，通过服务器对数据进行拟合，并将拟合好的足部3D模型返回给图像处理设备2，通过图像处理设备2的屏幕对拟合好的足部3D模型进行展示；

[0068] 第七步，如果用户在拍摄过程中脚部有移动，则会导致通过图像处理设备2或者对应的服务器对足部3D图像拟合建模失败，此时服务器或者图像处理设备2会将建模失败的消息显示在图像处理设备2的显示屏21幕上，提醒用户再次操作扫描设备获取足部三维数据。

[0069] 第八步，使用完成后，可以将通过螺纹或凹槽连接起来的摄像装置3和图像处理设备2部件，拆解开来，放在设备运输箱内，存放起来或者打包发送物流。

[0070] 本实施例的技术方案，可通过将整个三维重建系统简单快捷的拆装为多个部件，收纳在收纳箱，方便运输和保存，极大程度的减小了设备的包装运输体积，更有效地避免图像采集用的电子构件在包装运输过程中受损。同时也可以通过螺纹或者卡槽的方式将多个需要组装为一体的部件快速组装起来，更好地保证了设备扫描的稳定性，保证了更高的扫描精度。进一步的，还可以实现扫描单脚或者双脚，极大程度减少了拍摄时间，减少了因为拍摄过程中的足部移动导致数据不准确甚至错乱的问题，可方便快捷可靠地实现对足部三维图形的扫描生成并提高其精度，同时也降低了扫描时对足部定位的要求。还可以通过拟合拼接参考物的方式拼接拟合所需三维足部数据，无需复杂精确的相机坐标校准，在相机即使有较小偏差的情况下仍可以正常工作，极大程度降低了足部数据处理系统的运算压力，确保在多种配置的设备上都可以正常使用。采用相机拍摄和图像拟合拼接的方式，进一步降低了整个装置的生产使用成本，且方便拆装以及包装运输。

[0071] 本实施例的技术方案，通过部署在部位扫描机构上的承托物、图像处理设备和至少两个摄像装置，承托物上标记有参考物位置标识和部位位置标识，以使在参考物位置标识处放置目标参考物，并在部位位置标识处放置待重建部位；图像处理设备，用于在接收到图像采集请求时，向至少两个摄像装置发送图像采集指令；摄像装置，用于在接收到图像处理设备发送的图像采集指令时进行拍摄，得到待使用图像，并将待使用图像反馈至图像处理设备，以使图像处理设备根据待使用图像重建出目标三维图像，解决了现有技术中通过扫描仪旋转扫描待测物体，导致扫描效率低，且成本高的问题，实现通过在承托物上标记参考物位置标识和部位位置标识，并在参考物位置标识处放置目标参考物，在部位位置标识处放置待重建部位，使得部位扫描机构是可拆卸、便于包装运输的，进一步的，通过多角度的摄像装置同时拍摄采集图像，由图像处理设备根据待使用图像重建出目标三维图像，提高三维扫描的效率和准确性，减少扫描成本，达到提高用户使用便捷性的技术效果。

[0072] 注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。