基于捕获到的实况相机图像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；基于所确定的深度值，来计算扫描设备10’的对齐误差，所述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；以及基于对齐误差，来提供对扫描设备10’的正确位置和/或取向的指示74。
[0098]尽管已经在附图和前文描述中详细图示并描述了本发明，但是这样的图示和描述应被视为说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研宄附图、公开内容以及权利要求书，在实践要求保护的本发明时，能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。尤其是，所公开的扫描设备及方法也能够应用于任何其他应用中，例如，通过范例的方式，能够应用于电影和电子游戏的制作、质量控制、逆向工程或成型技术中。在本申请中，术语“符合” 一般应被解读为“基本上符合”。衍生图样在多数情况下将包括关于主图样的自然变形，例如由于被扫描的对象的精准3D头部几何结构从校准对象的3D形状的偏离。
[0099]在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以履行权利要求书中所记载的若干个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
[0100]权利要求书中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
【主权项】
1.一种用于扫描对象(12)的扫描设备(10、10’)，包括: -投射单元(16)，其用于将对齐图像(28)投射到所述对象(12)上，所述对齐图像(28)包括主图样(26)， -图像捕获单元(18)，其用于捕获所述对象(12)的实况相机图像(30)，所述实况相机图像(30)包括所述主图样(26)的衍生图样(32)，所述衍生图样(32)表示从所述图像捕获单元(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、22’)，其用于基于捕获到的实况相机图像(30)来提供对所述扫描设备(10、10’ )的关于被扫描的对象(12)的正确位置和/或取向的指示。
2.根据权利要求1所述的扫描设备(10)，其中，所述投射单元(16)被配置为投射静态主图样(26)，并且其中，所述对齐单元(22)是叠加单元(22)，所述叠加单元被配置为通过将捕获到的实况相机图像(30)与所述静态主图样(26)叠合，来更新所述对齐图像(28)，如果所述静态主图样(26)与所述衍生图样(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)指示所述扫描设备(10)的关于所述被扫描的对象(12)的所述正确位置和/或取向。
3.根据权利要求1所述的扫描设备，其中，所述投射单元(16)被配置为投射包括基本图样(34)的主图样(26)，并且其中，所述正确位置和/或取向是所述扫描设备(10)的关于所述被扫描的对象(12)的正确距离。
4.根据权利要求2所述的扫描设备，还包括处理单元(24)，所述处理单元用于处理捕获到的实况相机图像(30)，并且被配置为将经处理的实况相机图像(30)提供到所述叠加单元(22) ο
5.根据权利要求4所述的扫描设备，其中，所述处理单元(24)被配置为对所述实况相机图像(30)进行缩放。
6.根据权利要求4所述的扫描设备，其中，所述处理单元(24)被配置为变换所述实况相机图像(30)，使得当所述扫描设备(10)被合适地对齐到校准对象时，所述主图样(26)与所述衍生图样(32)在所述经更新的对齐图像(28)中基本上符合。
7.根据权利要求2所述的扫描设备，其中，所述叠加单元(22)被配置为与应用到所述主图样(26)相比，将不同亮度和/或颜色应用到捕获到的实况相机图像(30)。
8.根据权利要求2所述的扫描设备，其中，所述叠加单元(22)被配置为通过重复地将连续捕获到的实况相机图像(30)与所述主图样(26)叠合，来重复地更新所述对齐图像(28)。
9.根据权利要求1所述的扫描设备(10’)，其中，所述投射单元(16)被配置为投射包括标记物图样(72)的主图样(26)，并且其中，所述对齐单元(22’ )包括计算单元(62)，所述计算单元用于: -基于捕获到的实况相机图像(30)来确定所投射的标记物图样(72)的深度值，所述深度值表示所投射的标记物图样(72)的位置与所述扫描设备(10’)的位置之间的距离，并且 -基于所确定的深度值来计算所述扫描设备(10’ )的对齐误差，所述对齐误差表示所述扫描设备(10’)的实际定位从所述扫描设备(10’)的所述正确位置和/或取向的偏离，对所述扫描设备(10’ )的所述正确位置和/或取向的所述指示(74)是基于所述对齐误差的。
10.根据权利要求9所述的扫描设备，其中，所述对齐单元(22’)包括呈现单元(64)，所述呈现单元用于将对所述扫描设备(10’ )的所述正确位置和/或取向的所述指示(74)呈现给所述扫描设备(10’ )的操作者。
11.根据权利要求10所述的扫描设备，其中，所述呈现单元￠4)被配置为呈现包括所述对齐误差的数量和/或方向的对所述扫描设备(10)的所述正确位置和/或取向的指示(74)。
12.根据权利要求10所述的扫描设备，其中，所述呈现单元￠4)包括叠覆单元(66)，所述叠覆单元用于通过将所述主图样(26)与包括对所述扫描设备(10’ )的所述正确位置和/或取向的所述指示(74)的图像叠覆，来更新所述对齐图像(28)。
13.根据权利要求10所述的扫描设备，其中，所述呈现单元￠4)包括视觉显示单元，所述视觉显示单元用于显示包括对所述扫描设备(10’)的所述正确位置和/或取向的所述指示(74)的图像。
14.根据权利要求10所述的扫描设备，其中，所述呈现单元￠4)包括声学单元(68)，所述声学单元用于声学地提供包括对所述扫描设备(10’)的所述正确位置和/或取向的所述指示(74)的信息。
15.根据权利要求9所述的扫描设备，其中，所述投射单元(16)被配置为投射包括空间地编码的图样和/或时间地编码的图样的标记物图样(72)。
16.—种用于关于要被扫描的对象(12)定位扫描设备(10、10’ )的方法，所述方法包括: -将对齐图像(28)投射到所述对象(12)上，所述对齐图像(28)包括主图样(26)， -捕获所述对象(12)的实况相机图像(30)，所述实况相机图像(30)包括所述主图样(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)， -基于捕获到的实况相机图像(30)，来提供对所述扫描设备(10、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所述扫描设备(10、10’)的位置和/或取向，使得当重复前面的步骤时，所述扫描设备(10、10’ )基本上占据所述正确位置和/或取向。
17.根据权利要求16所述的方法(44)，其中，静态主图样(26)被投射到所述对象(12)上，并且其中，提供所述指示以及改变所述位置和/或取向的步骤包括以下步骤: -通过将捕获到的实况相机图像(30)与所述静态主图样(26)叠合，来更新所述对齐图像(28)， -将经更新的对齐图像(28)投射到所述对象(12)上，并且 -改变所述扫描设备(10)的所述位置和/或取向，使得所述静态主图样(26)与所述衍生图样(32)在所述经更新的对齐图像(28)中基本上符合。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，包括标记物图样(72)的主图样(26)被投射到所述对象(12)上，并且其中，提供所述指示(74)的步骤包括以下步骤: -基于捕获到的实况相机图像(30)来确定所投射的标记物图样(72)的深度值，所述深度值表示所投射的标记物图样(72)的位置与所述扫描设备(10’ )的位置之间的距离， -基于所确定的深度值来计算所述扫描设备(10’ )的对齐误差，所述对齐误差表示所述扫描设备(10’)的实际定位从所述扫描设备(10’)的所述正确位置和/或取向的偏离，并且 -基于所述对齐误差，来提供对所述扫描设备(10’)的所述正确位置和/或取向的指示(74)O
19.根据权利要求18所述的方法，还包括在对所述深度值的所述确定之前，确定所投射的标记物图样(72)的位置。
20.—种提供用于人(14)的患者接口的方法，包括以下步骤: -接收所述人(14)的面部的3D数据，所述3D数据通过利用已经被通过根据权利要求16所述的方法关于所述人(14)定位的扫描设备、或者借助于根据权利要求1所述的扫描设备(10、10’)来扫描所述人(14)的所述面部而获得，或者通过根据权利要求16所述的方法关于所述人(14)定位扫描设备、或者借助于根据权利要求1所述的扫描设备(10、10’ )并且利用所定位的扫描设备扫描所述人(14)的所述面部而获得，并且 使用所述人(14)的所述面部的所接收的3D数据，来制造用于所述人(14)的所述患者接口，或者确定用于所述人(14)的所述患者接口的形状和/或从患者接口的预定集合选择适于所述人(14)的患者接口。
【专利摘要】本发明涉及一种用于扫描对象(12)的扫描设备(10、10’)，其中，所述扫描设备包括：投射单元(16)，其用于将对齐图像(28)投射到所述对象(12)上，所述对齐图像(28)包括主图样(26)；图像捕获单元(18)，其用于捕获所述对象(12)的实况相机图像(30)，所述实况相机图像(30)包括所述主图样(26)的衍生图样(32)，所述衍生图样(32)表示从所述图像捕获单元(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、22’)，其用于基于捕获到的实况相机图像(30)来提供对所述扫描设备(10、10’)的关于被扫描的对象(12)的正确位置和/或取向的指示。
【IPC分类】G06K9-00, G06K9-22, G06K9-32, G06T7-00
【公开号】CN104871176
【申请号】CN201380066415
【发明人】D·N·兹纳缅斯基, F·H·范黑施, R·弗卢特尔斯, K·C·范布雷
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年12月12日
【公告号】WO2014097060A2, WO2014097060A3