步骤中，经更新的对齐图像28被投射到对象12上，从而再次返回到步骤46。
[0081]如果静态主图样26和衍生图样32在经更新的对齐图像28中不符合，那么用户必须在步骤48的进一步迭代中再次关于对象12对齐扫描器10。因此，对齐步骤48也可以包括改变扫描设备10的关于被扫描的对象12的位置和/或取向。
[0082]重复步骤46至54，直到静态主图样26和衍生图样32在经更新的对齐图像28中基本上符合为止。如果实现该状态，则扫描器10被正确对齐到对象12。因此，能够采集对象12的精确扫描。此外，确保了要被扫描的对象在扫描器的操作范围内。
[0083]总而言之，图1至7描述了用于扫描对象12的扫描设备10，其中，扫描设备10包括:投射单元16，其用于将对齐图像28投射到对象12上，所述对齐图像28包括静态主图样26 ;图像捕获单元18，其用于捕获对象12的实况相机图像30，所述实况相机图像30包括静态主图样26的衍生图样32，衍生图样32表示从图像捕获单元18视角查看到的所投射的所述对齐图像28 ;以及叠加单元22，其用于通过将捕获到的实况相机图像30与静态主图样26叠合来更新对齐图像28，如果静态主图样26与衍生图样32在经更新的对齐图像28中基本上符合，则所述经更新的对齐图像28指示扫描设备10的关于被扫描的对象12的正确位置和/或取向。
[0084]此外，图1到7涉及用于关于要被扫描的对象12定位扫描设备10的方法，其中，所述方法包括:将对齐图像28投射到对象12上，所述对齐图像28包括静态主图样26 ;捕获对象12的实况相机图像30，所述实况相机图像30包括静态主图样26的衍生图样32，所述衍生图样32表示从图像捕获视角查看到的所投射的所述对齐图像28 ;通过将捕获到的实况相机图像30与静态主图样26叠合来更新对齐图像28 ;将经更新的对齐图像28投射到对象12上；以及改变扫描设备10的位置和/或取向，使得当重复前面的步骤时，静态主图样26与衍生图样32在经更新的对齐图像28中基本上符合。
[0085]根据本发明的又一个方面，图8图示了用于扫描对象12的扫描设备10’的另一个实施例。总体而言，扫描设备10’对应于图1示出的扫描设备10的实施例。对应的单元/元件因此由相同的附图标记来标示。在下文中，仅解释不同之处。
[0086]如图8所示，扫描设备10’包括对齐单元22’，所述对齐单元22’耦合到图样生成器20、投射单元16及相机18。对齐单元22’包括检测单元60、计算单元62及呈现单元64。在扫描设备10’的图示的示范性实施例中，呈现单元64包括叠覆单元66和声学单元68。在备选实施例中，呈现单元64能够包括叠覆单元66或者声学单元68。在扫描设备10’的又一个备选实施例中，呈现单元64也能够被布置在扫描设备10’的外部，并且例如能够包括外部视觉显示单元，例如借助于无线通信连接到计算单元62的平板电脑。
[0087]在下文中，将结合图8和9解释对齐单元22’的功能。在扫描设备10’的该实施例中，图样生成器20生成主图样26，所述主图样包括静态元素图样70以及多个标记物图样72。主图样26被提供到对齐单元22’，所述对齐单元将主图样26转发到投射单元16。如在图1所示的实施例中，投射单元16将对齐图像28投射到人的面部12上，其中，对齐图像28包括主图样26。静态元素图样70可以包括椭圆形图样70a，所述椭圆形图样分别能够被对齐在人14的眼睛和面部12处。此外，静态元素图样70能够包括十字70b，在扫描设备10’的对齐流程期间，所述十字需要被聚焦在人14的鼻尖上。通过将静态元素图样70瞄准人14的各个面部特征，扫描设备10’的粗略初始对齐被执行。因而，扫描器10’的对齐被加速。
[0088]对齐过程的以下步骤提供了对扫描设备10’的位置和/或取向的精细调谐。在图9所图示的主图样26的示范性实施例中，标记物图样72包括空间编码的图样，尤其是包括二维码的AR标签(增强现实标签)。备选地，能够使用其他类型的代码，例如时间编码图样(例如时间交替块)。在主图样26的又一备选实施例中，空间编码的图样和时间编码的图样两者被用作标记物图样72。空间编码的图样和/或时间编码的图样被应用于确保在对齐过程的较后步骤中能够容易地检测标记物图样72。
[0089]如在扫描设备10的实施例中，相机18捕获包括主图样26的衍生图样32的相机图像30。由于衍生图样32表示从相机视角查看到的投射的对齐图像28，因而衍生图样32还包括从静态元素图样70和标记物图样72导出的图样。然后捕获到的实况相机图像30被转发到检测单元60。检测单元60用于确定标记物图样72的精准位置。标记物图样72的近似位置是先前已知的这样的事实使得对标记物图样72的搜寻容易。因此，当使用空间编码的图样作为标记物图样72时，能够例如通过将滑动窗口与搜寻窗口相关，来快速找到标记物图样72的精准位置。类似地，当使用时间编码的图样作为标记物图样72时，能够应用时间滤波。一旦标记物图样72的精准位置已经被确定/估计，该位置信息就被转发到计算单元62。
[0090]标记物图样72的所确定的位置直接转化到各自的深度值。能够例如通过应用查找表来执行该变换。根据深度估计(涉及标记物图样72的位置)来导出模型，所述模型允许得出与面部12的关于扫描设备10’的位置和/或取向有关的结论。简单模型例如通过确定在图9中图示的标记物图样72a、72c和72b的深度值趋势，来估计沿面部12的垂直轴的取向。类似地，从标记物图样72d、72c和72e的深度值的趋势导出沿面部12的水平轴的取向。扫描设备10’与面部12之间的正确距离是从中央标记物图样72c的深度值或者与标记物图样72a至72e有关的全部深度值的平均值导出的。总而言之，能够根据与标记物图样72有关的深度估计，来计算扫描设备10’的关于面部12的对齐误差。该对齐误差被转发到呈现单元64。
[0091]呈现单元64负责于将对扫描设备10’的正确位置和/或取向的指示74呈现到扫描设备10’的操作者，其中，指示74是从对齐误差导出的。指示74能够被视觉和/或声学地提供到操作者。在图8所图示的实施例中，对齐误差被转发到叠覆单元66以及声学单元68。叠覆单元66通过将主图样26与包括指示74的图像叠覆来更新对齐图像28，所述指示表示对对齐误差的可视化。参考图9所图示的范例，指示74可以包括指示必须如何关于面部12旋转扫描设备10’的两个箭头(参见图9中的指示74的左侧及右侧的箭头)，并且可以包括额外的箭头(参见图9中的指示74的中央的箭头)，所述额外的箭头关于在扫描设备10’与人的面部12之间正确距离地引导用户。针对对当前对齐误差的可视化，指示74被投射到面部12上，优选地在面部的前额区域12上，因为前额区域通常相对平坦。
[0092]备选地或者额外地，除了图示在指示74中的三个箭头之外，指示74可以包括误差尺，以将对齐误差的数量可视化。此外，还能够将转向标(gimbal)可视化为指示74的部分。
[0093]声学单元68针对声学描述而处理对齐误差，并且将该经处理的信息转发到扬声器。经处理的信息可以包括声学指示74，例如，“向左转”、“向右转”、“移动为更加接近”和/或“移动为更加远离”。
[0094]扫描设备10’能够连续测量标记物图样72的深度值，并且能够向扫描设备10’的操作者提供关于当前对齐误差的连续反馈。对齐误差被视觉地和/或声学地呈现给扫描器操作者。基于对齐误差的指示74确保了在对齐流程期间对扫描设备10’的直观处理。此夕卜，所提供的指示74实现扫描器10’的关于对象12的非常快速并且精确的对齐。通过指示对齐误差的数量和/或方向，关于需要如何旋转和/或移动扫描器10’而引导扫描器10’的操作者，以便快速降低当前对齐误差。
[0095]扫描设备10’也方便对扫描设备10’的容易且舒服的校准，其中，从扫描器内部单元到“真实世界”坐标(例如，在扫描设备10’被定位的坐标系中)的(非线性)转换被确定。在这样的校准过程中的关键工具是适当的校准模板。校准模板例如能够是校准图，所述校准图是具有包括已知间距的标记物的完全平坦板。针对校准，扫描设备10’被定位于关于校准板的多个不同距离和/或角处，其中，扫描设备10’正将图样投射在校准板上。由于校准流程通常允许关于对扫描设备10’的定位的特定自由度，因而足够将扫描设备10’定位于近似距离和/或角处。通过提供指示扫描设备10’的关于校准板的正确位置的指示74，由扫描设备10’支持该定位。因此，提出的扫描设备10’还使得没有经验的用户能够执行扫描器校准。不需要额外的特殊装备，例如，膝上电脑。
[0096]根据本发明的又一方面，图8和9公开了用于扫描对象12的扫描设备10’，其中，扫描设备10’包括:投射单元16，其用于将对齐图像28投射到对象12上，所述对齐图像28包括主图样26 ;图像捕获单元18，其用于捕获对象12的实况相机图像30，所述实况相机图像30包括主图样26的衍生图样32，衍生图样32表示从图像捕获单元18视角查看到的所投射的所述对齐图像28 ;以及对齐单元22’，其用于基于捕获到的实况相机图像30，来提供对扫描设备10’的关于被扫描的对象12的正确位置和/或取向的指示，其中，投射单元16被配置为投射包括标记物图样72的主图样26，并且其中，对齐单元22’包括计算单元62，所述计算单元用于基于捕获实况相机图像30来确定投射的标记物图样72的深度值，所述深度值表示投射的标记物图样72的位置与扫描设备10’的位置之间的距离，并且所述计算单元用于基于确定的深度值来计算扫描设备10’的对齐误差，对齐误差表示扫描设备10’的实际定位从扫描设备10’的正确位置和/或取向的偏离，对扫描设备10’的正确位置和/或取向的指示74是基于对齐误差的。
[0097]此外，根据本发明的另一方面，图8和9涉及用于关于要被扫描的对象12定位扫描设备10’的方法，其中，所述方法包括:将对齐图像28投射到对象12上，所述对齐图像28包括主图样28 ;捕获对象12的实况相机图像，所述实况相机图像30包括主图样26的衍生图样32，衍生图样32表示从图像捕获视角查看到的所投射的所述对齐图像28 ;基于捕获到的实况相机图像30，来提供对扫描设备10’的关于被扫描的对象12的正确位置和/或取向的指示；并且基于所提供的指示来改变扫描设备10’的位置和/或取向，使得当重复前面的步骤时，扫描设备10’基本上占据正确位置和/或取向，其中，主图样26包括被投射到对象12上的标记物图样72，并且其中，提供指示74的步骤包括以下步骤: