專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò)控制分發(fā)的數(shù)字成像系統(tǒng)的制作方法
背景背景存在各種用于建立三維對(duì)象的三維模型的非接觸式方法。有四大類(lèi)非接觸式三維數(shù)字化儀。第一類(lèi)稱(chēng)作輪廓數(shù)字化儀，因?yàn)楫?dāng)對(duì)象在成像裝置前旋轉(zhuǎn)或者成像裝置圍繞對(duì)象旋轉(zhuǎn)時(shí)，成像裝置反復(fù)拍攝對(duì)象的輪廓。這種數(shù)字化儀相對(duì)地說(shuō)不適合于處理三維對(duì)象的凹度，因?yàn)榘级炔桓淖兯鲚喞?br> 第二類(lèi)是定時(shí)數(shù)字化儀。定時(shí)數(shù)字化儀采用諸如雷達(dá)信號(hào)源之類(lèi)的信號(hào)源。通過(guò)確定信號(hào)從目標(biāo)對(duì)象上的不同點(diǎn)反射所需的時(shí)間量，展現(xiàn)對(duì)象的表面特性。但這種數(shù)字化方法的實(shí)現(xiàn)極為昂貴。
第三類(lèi)是投影圖案數(shù)字化儀，其中，某種圖案投射到待數(shù)字化的對(duì)象上，并且從圖案與對(duì)象的交互作用中確定對(duì)象的尺寸。投影圖案數(shù)字化儀分為三個(gè)主要子類(lèi)。這些子類(lèi)包括等高線數(shù)字化儀，它采用來(lái)自等高線的投影圖案的空間失真來(lái)確定三維對(duì)象的表面特性。下一個(gè)子類(lèi)是干涉投影圖案數(shù)字化儀，它采用兩個(gè)源，并基于這兩個(gè)源的局部干涉圖案，確定待數(shù)字化的三維對(duì)象的表面特性。第三子類(lèi)稱(chēng)作彩色投影圖案數(shù)字化儀，因?yàn)檫@一類(lèi)采用投影彩色圖案以及所產(chǎn)生的彩色梯度來(lái)確定有關(guān)待數(shù)字化對(duì)象的相關(guān)信息。
最后的一個(gè)大類(lèi)是立體數(shù)字化儀，它采用多個(gè)攝像機(jī)從不同角度捕獲對(duì)象的圖像。這種系統(tǒng)從圖片中進(jìn)行特征識(shí)別。然后再建立不同圖片中的特征之間的相關(guān)性，以產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)。
所有這些不同方法的共同點(diǎn)是高成本，并且每一種通常都要求嚴(yán)格限定的環(huán)境，其中通常需要類(lèi)似實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置來(lái)執(zhí)行成像以獲得必要的對(duì)準(zhǔn)。這種高成本以及使用的難度使這類(lèi)系統(tǒng)無(wú)法被普通用戶所使用。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
圖3是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中主機(jī)的操作流程圖。
圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的操作流程圖。
圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中數(shù)字化儀的操作流程圖。
圖7是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字化儀中建立和數(shù)據(jù)捕獲的流程圖。
詳細(xì)說(shuō)明圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。諸如因特網(wǎng)的分布式網(wǎng)絡(luò)100提供多個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)110、服務(wù)器節(jié)點(diǎn)120和主機(jī)150之間的互聯(lián)。服務(wù)器節(jié)點(diǎn)120可以是傳統(tǒng)的服務(wù)器或者服務(wù)器集合，以處理所述分布式網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)務(wù)量和請(qǐng)求。用戶節(jié)點(diǎn)可以是分立的通過(guò)其萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器運(yùn)行的計(jì)算機(jī)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、另一服務(wù)器站點(diǎn)或者分布式網(wǎng)絡(luò)上任何別的節(jié)點(diǎn)。主機(jī)150可以是計(jì)算機(jī)(膝上型、臺(tái)式、手持式、服務(wù)器、工作站等等)、因特網(wǎng)設(shè)備或其它任何可通過(guò)其在分布式網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的設(shè)備。
主機(jī)150可以通過(guò)諸如通用串行總線(USB)的有線鏈路或無(wú)線鏈路162與數(shù)字化儀170通信。數(shù)字化儀170可以是無(wú)數(shù)非接觸式數(shù)字化儀中任何一個(gè)。在共同未塊的系列號(hào)為——，發(fā)明名稱(chēng)為“利用亮度梯度對(duì)三維對(duì)象特性成像的數(shù)字化儀”的專(zhuān)利申請(qǐng)中描述了一種合適的數(shù)字化儀，所述申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓方。
在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字化儀170物理上獨(dú)立于定向裝置180。為了方便用戶，希望減少永久分配給所述系統(tǒng)的空間并減少安裝時(shí)間。多數(shù)用戶不能分配足夠的空間來(lái)使系統(tǒng)配置好供隨時(shí)使用。因此要求用戶每次使用之前重新引入系統(tǒng)的某部分。需要交換電纜和以其它方式重新連線，成為消費(fèi)者廣泛使用的重大障礙。
這里所說(shuō)的“物理上獨(dú)立”意味著在操作過(guò)程中，物理上獨(dú)立的單元之間不存在機(jī)械或有線的電連接。作為例子而非限制，通過(guò)電信號(hào)線直接或者經(jīng)由主機(jī)連接在一起的兩個(gè)裝置，物理上不獨(dú)立，而沒(méi)有物理連接而是通過(guò)無(wú)線鏈路通信的兩個(gè)裝置被認(rèn)為是“物理上獨(dú)立的”。連接到共用電源，例如，房間內(nèi)的兩個(gè)電源插座，不視為破壞物理獨(dú)立性。
定向裝置180對(duì)由數(shù)字化儀170數(shù)字化的對(duì)象重新定位、使得所述對(duì)象的不同方面相對(duì)于數(shù)字化儀在不同時(shí)刻暴露。在一個(gè)實(shí)施例中，定向裝置180是一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)。在共同未決的系列號(hào)為——、發(fā)明名稱(chēng)為“無(wú)線轉(zhuǎn)盤(pán)”的申請(qǐng)中描述了一種合適的轉(zhuǎn)盤(pán)，所述申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓方。定向裝置也可能是機(jī)械手或者機(jī)器人裝置、或者可能是與機(jī)械手或其它機(jī)器人裝置合作的轉(zhuǎn)盤(pán)。其它能夠相對(duì)于數(shù)字化儀暴露對(duì)象的不同方面的機(jī)構(gòu)被視為在定向裝置的范圍之內(nèi)。
如前所述，定向裝置獨(dú)立于數(shù)字化儀。所述系統(tǒng)的前提之一是相對(duì)容易安裝，便于廣泛接受。這樣，由于物理上獨(dú)立，希望數(shù)字化儀170和定向裝置180能夠“找到”對(duì)方。為了達(dá)到這個(gè)目的，可以這樣裝備數(shù)字化儀170、以便利用其讀出裝置掃描區(qū)域，尋找定向裝置180的特征。定向裝置180可以包括諸如標(biāo)記的特征，例如占用標(biāo)記188，或者可以包含一些其它的物理上可觀測(cè)的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)允許數(shù)字化儀識(shí)別并獲取定向裝置180，而不需要用戶引入或除去獨(dú)立的參考對(duì)象。獲取定向裝置可以允許、例如以下各項(xiàng)中任何一項(xiàng)數(shù)字化儀自動(dòng)定標(biāo)、自動(dòng)確定數(shù)字化儀和定向裝置的相對(duì)位置以及定向裝置的取向或狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，在特征的透視以已知的方式隨距離變化時(shí)，對(duì)特征進(jìn)行成像提供了焦距指示?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)特征成像和將結(jié)果與對(duì)應(yīng)于所述特征的參考數(shù)據(jù)比較來(lái)完成定標(biāo)。這樣，可以自動(dòng)地將數(shù)字化儀的設(shè)置優(yōu)化，以便在現(xiàn)有條件下提供最好的可用精度?；蛘?，可以基于參考目標(biāo)或完全在數(shù)字化儀范圍內(nèi)的路徑來(lái)完成定標(biāo)。
或者，定向裝置可以具有局部輻射源186，它允許數(shù)字化儀170基于來(lái)自輻射源186的局部輻射，搜索并識(shí)別定向裝置的位置。同樣處于本發(fā)明范圍之內(nèi)及考慮中的是使定向裝置自身相對(duì)于數(shù)字化儀定位、使得定向裝置控制由定向裝置180的數(shù)字化儀170進(jìn)行的獲取、從而控制待定向的對(duì)象，這也是在本發(fā)明的范圍和規(guī)劃之內(nèi)。在這種實(shí)施例的系統(tǒng)中，定向裝置可能是移動(dòng)機(jī)器人單元。
在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字化儀和定向裝置通過(guò)無(wú)線鏈路184通信，以便使對(duì)象的取向與數(shù)字化儀的圖像捕獲相配合。無(wú)線鏈路可以是紅外線(“IR”)、射頻(“RF”)、光信號(hào)或者其它模式的無(wú)線通信。在一個(gè)實(shí)施例中，定向裝置180包括諸如電池的自備電源194。這種自備電源也可以是太陽(yáng)能板、燃料電池或其它別的適合的電源。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字化儀170捕獲有關(guān)由定向裝置180定位的對(duì)象信息，從所述信息可導(dǎo)出三維模型。數(shù)字化儀170中的控制器192控制數(shù)字化儀170的數(shù)據(jù)捕獲和定向裝置180方位角變化之間的相配合。所述控制器駐留于主機(jī)，數(shù)字化儀，定向裝置或獨(dú)立單元內(nèi)，在本發(fā)明的范圍和規(guī)劃之內(nèi)。這里提及的控制器視為包括但不受所有這些選項(xiàng)的限制。數(shù)字化儀170也可包括數(shù)據(jù)分析儀196，它檢查所捕獲的數(shù)據(jù)，以查找錯(cuò)誤、異?；蛘咂渌信d趣的需要進(jìn)一步檢查的地方，進(jìn)一步的檢查可能包括重新掃描相應(yīng)區(qū)域。經(jīng)任何更正之后，數(shù)字化儀170捕獲的數(shù)據(jù)被輸送到主機(jī)150，它根據(jù)所述數(shù)據(jù)再現(xiàn)三維模型。主機(jī)150可以對(duì)所述數(shù)據(jù)執(zhí)行本技術(shù)領(lǐng)域已知的壓縮或任何其他處理。然后，可以通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò)100將所述三維模型發(fā)送給遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，例如用戶節(jié)點(diǎn)110或服務(wù)器節(jié)點(diǎn)120。這提供通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò)100分發(fā)的最大的便利。
在某些情況下，希望控制數(shù)字化儀捕獲信息的分發(fā)，例如，便于用戶收費(fèi)管理。為了達(dá)此目的，在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字化儀配備有硬件聯(lián)鎖裝置190，所述裝置防止系統(tǒng)在未接收到授權(quán)的情況下工作。這種授權(quán)可由服務(wù)器節(jié)點(diǎn)120通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò)發(fā)送授權(quán)而提供。也可以或者在數(shù)字化儀170中或者在主機(jī)150中使用另一種鎖定機(jī)構(gòu)諸如軟件的或基于固件的鎖定機(jī)構(gòu)。通過(guò)以下方法來(lái)進(jìn)一步影響所述系統(tǒng)的安全性在啟動(dòng)捕獲和/或?qū)?shù)字化儀170所捕獲的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到主機(jī)150之前，除了授權(quán)數(shù)據(jù)，還要求主機(jī)150上的應(yīng)用程序提供有效的數(shù)字簽名。
數(shù)字化儀170的某些實(shí)施例可在把所捕獲的數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)150之前，對(duì)其進(jìn)行加密。在那種情況下，除非主機(jī)能夠解密并再現(xiàn)所述數(shù)據(jù)，否則主機(jī)把所述數(shù)據(jù)通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器節(jié)點(diǎn)120，隨后在服務(wù)器節(jié)點(diǎn)120上再現(xiàn)三維模型。這樣，除非向本地用戶提供密匙，否則他們不能訪問(wèn)由其導(dǎo)出三維模型的數(shù)據(jù)。在另外一個(gè)實(shí)施例中，主機(jī)150可以包含加密能力，可在把再現(xiàn)的圖像向服務(wù)器節(jié)點(diǎn)120轉(zhuǎn)發(fā)之前對(duì)其進(jìn)行加密。密匙信息可由服務(wù)器節(jié)點(diǎn)120提供給數(shù)字化儀和/或主機(jī)。服務(wù)器節(jié)點(diǎn)可在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)122中維護(hù)密匙信息和授權(quán)數(shù)據(jù)。一旦所述三維數(shù)據(jù)由服務(wù)器節(jié)點(diǎn)120安全地控制，用戶節(jié)點(diǎn)110可免費(fèi)或付費(fèi)訪問(wèn)所述數(shù)據(jù)，或者返回到主機(jī)150。
數(shù)字化儀也可以包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(“FPGA”)或者其它可重新配置的邏輯電路。在這種情況下，為了處理或保密的目的，服務(wù)器節(jié)點(diǎn)周期性地對(duì)FPGA重新編程，以實(shí)施更新或加強(qiáng)的算法，例如，隨后開(kāi)發(fā)的算法。
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)框圖?？梢圆迦雸D2的子系統(tǒng)以便代替圖1的主機(jī)150、數(shù)字化儀120和定向裝置180。數(shù)字化儀70連接到主機(jī)50。這種連接可以通過(guò)總線60，諸如通用串行總線(USB)，IEEE1394或者任何別的適合的數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)。數(shù)字化儀通過(guò)無(wú)線互連與主機(jī)通信也在本發(fā)明的范圍和規(guī)劃之內(nèi)。主機(jī)50可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站、因特網(wǎng)裝置或者任何別的其它提供足夠智能和處理能力以根據(jù)數(shù)字化儀捕獲的數(shù)據(jù)再現(xiàn)圖像的裝置。數(shù)字化儀70捕獲圖像數(shù)據(jù)，可將其轉(zhuǎn)發(fā)給主機(jī)50用于再現(xiàn)。用這種方式，可以限制數(shù)字化儀70上的處理過(guò)程，從而允許低成本的結(jié)構(gòu)。數(shù)字化儀再現(xiàn)圖像并直接將其發(fā)送到分布式網(wǎng)絡(luò)上，這也在本發(fā)明的范圍和規(guī)劃之內(nèi)。數(shù)字化儀將所述數(shù)據(jù)發(fā)送到分布式網(wǎng)絡(luò)以便在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)上再現(xiàn)，這亦在本發(fā)明的范圍和規(guī)劃之內(nèi)。
數(shù)字化儀70包括投影儀，用于通過(guò)投影窗口74把一條白光投射到遠(yuǎn)處的對(duì)象、例如投射在遠(yuǎn)離數(shù)字化儀的轉(zhuǎn)盤(pán)80上的人82上。數(shù)字化儀還包括與圖像捕獲窗口76對(duì)齊的圖像傳感陣列(ISA)，它在聚焦帶范圍內(nèi)捕獲對(duì)象82的圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，ISA是線性電荷耦合器件(CCD)或者互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體(CMOS)傳感器，而聚焦帶是目標(biāo)對(duì)象上的一條線。在某些實(shí)施例中，數(shù)字化儀包括基座，包括投影儀和ISA的上部裝置可以繞著基座沿任一方向旋轉(zhuǎn)。這使聚焦線可以沿一條弧線來(lái)回地對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行掃描。這種掃描減少了圖像捕獲過(guò)程中的細(xì)節(jié)損失，這種損失是靜止聚焦線的透視在所述對(duì)象上的陰影造成的。數(shù)字化儀70還包括無(wú)線接口，用于通過(guò)無(wú)線鏈路84和轉(zhuǎn)盤(pán)80通信。
轉(zhuǎn)盤(pán)80可以是以下共同未決的專(zhuān)利申請(qǐng)中所描述的類(lèi)型所述申請(qǐng)的系列號(hào)為——，發(fā)明名稱(chēng)為“無(wú)線轉(zhuǎn)盤(pán)”，轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人。通過(guò)無(wú)線鏈路84，數(shù)字化儀向轉(zhuǎn)盤(pán)80發(fā)送命令，并接收來(lái)自轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)盤(pán)表面相對(duì)于原位置的角度位置指示。當(dāng)啟動(dòng)數(shù)字化儀時(shí)，它通過(guò)發(fā)送要求轉(zhuǎn)盤(pán)80對(duì)其作出響應(yīng)的信號(hào)來(lái)搜索轉(zhuǎn)盤(pán)80。如果轉(zhuǎn)盤(pán)作出響應(yīng)，則數(shù)字化儀就尋找期望存在于轉(zhuǎn)盤(pán)表面的預(yù)定的圖案。例如，所述圖案可以是轉(zhuǎn)盤(pán)表面的同心園。這種情況下，基于捕獲到的圖像，數(shù)字化儀可同時(shí)找到轉(zhuǎn)盤(pán)并確定它與自己的距離。然后，在接收到響應(yīng)之后，數(shù)字化儀向轉(zhuǎn)盤(pán)發(fā)送“回家”信號(hào)。在某些實(shí)施例中，數(shù)字化儀向轉(zhuǎn)盤(pán)發(fā)送加速和旋轉(zhuǎn)規(guī)范概要，以控制其旋轉(zhuǎn)。每一種規(guī)范概要可以保留在數(shù)字化儀上的固件中或從主機(jī)50下載。
一般講，數(shù)字化儀70的投影部分和成像部分保持固定的關(guān)系。如前所述投影部分在對(duì)象82上產(chǎn)生光條。或者通過(guò)讓光條來(lái)回通過(guò)所述聚焦線掃描，或者通過(guò)機(jī)械地按照已知速率遮擋光條，就可產(chǎn)生強(qiáng)度梯度。在一個(gè)實(shí)施例中，遮擋率在一個(gè)周期中從0％到100％。因?yàn)镮SA對(duì)照明度在時(shí)間上積分，所以三維表面的輪廓反映在ISA捕獲的數(shù)據(jù)中。這是因?yàn)橄蛲馔怀龅牟糠直３质苷彰鞯臅r(shí)間更長(zhǎng)一些。于是，ISA捕獲到對(duì)應(yīng)這些部分的更多的光子。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)80轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)象每次一個(gè)條紋重復(fù)所述遮擋過(guò)程之后或者在數(shù)字化儀繞底座旋轉(zhuǎn)時(shí)來(lái)回掃描整個(gè)數(shù)字化儀的過(guò)程中，就可實(shí)現(xiàn)效能價(jià)格合算的三維成像。數(shù)字化儀也可以用于通過(guò)來(lái)回掃描對(duì)象，捕獲二維對(duì)象的高分辨率的掃描圖像。在把藝術(shù)作品數(shù)字化時(shí)尤其需要這種特性。
圖3是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的框圖。在這個(gè)實(shí)施例中用戶節(jié)點(diǎn)再次連接到分布式網(wǎng)絡(luò)100。服務(wù)器節(jié)點(diǎn)120和主機(jī)150也連接到分布式節(jié)點(diǎn)100。不過(guò)，在這個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字化儀270和定向單元280物理上并不獨(dú)立，而是一起連接起來(lái)形成單個(gè)集成單元。所述單元與主機(jī)通過(guò)無(wú)線鏈路262通信?；蛘撸鰡卧梢酝ㄟ^(guò)USB或其它任何別的合適的有線通信鏈路以有線方式連接到主機(jī)。數(shù)字化儀可用線性圖像傳感器將對(duì)象成像在定向裝置280上。光源274可提供成像傳感陣列所用的照明，以分辨三維數(shù)據(jù)。通過(guò)將數(shù)字化儀和定向單元集成在一起，系統(tǒng)的安裝得到簡(jiǎn)化。可以以可旋轉(zhuǎn)的方式連接數(shù)字化儀、使得它可對(duì)由定向裝置280所定位的對(duì)象進(jìn)行來(lái)回掃描。這種實(shí)施方式特別適合于小尺寸對(duì)象，例如珠寶，在這種情況下所需的焦距較短。其它如上所述的結(jié)合圖1討論的特性同樣可用于圖2所示的實(shí)施例。
圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的主機(jī)的操作流程圖。在功能快400處，主機(jī)要求授權(quán)以便從遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)(諸如服務(wù)器節(jié)點(diǎn))掃描。在功能快402，主機(jī)節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)路接收授權(quán)數(shù)據(jù)。在功能快404，主機(jī)向數(shù)字化儀轉(zhuǎn)發(fā)授權(quán)數(shù)據(jù)。在功能快406，主機(jī)從數(shù)字化儀接收掃描數(shù)據(jù)。
在判定塊408，決定是否在本地再現(xiàn)三維模型。如果再現(xiàn)不在本地進(jìn)行，則在功能塊420將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。所述轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)可加密或不加密，可壓縮或不壓縮，且轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議可以是基于信元的、基于分組的或者任何別的普遍用于分布式網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議。
如果再現(xiàn)在本地進(jìn)行，則在判定塊422判定數(shù)據(jù)是否是加密的。如果判定塊422處的數(shù)據(jù)沒(méi)有加密，則在功能塊412根據(jù)所述數(shù)據(jù)再現(xiàn)三維模型。在判定塊414判定是否要在本地存儲(chǔ)已再現(xiàn)的模型。如果判定要在本地存儲(chǔ)所述模型，則在功能塊416存儲(chǔ)所述模型。如果判定所述模型不應(yīng)該在本地存儲(chǔ)，則在功能塊418向遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)已再現(xiàn)的模型。在某些情況下，如果在本地存儲(chǔ)圖像，則可以不將其轉(zhuǎn)發(fā)到遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，授權(quán)數(shù)據(jù)指示本地存儲(chǔ)是否是允許的。如果不允許本地存儲(chǔ)，則成像應(yīng)用程序負(fù)責(zé)對(duì)用于轉(zhuǎn)發(fā)掃描數(shù)據(jù)的任何臨時(shí)緩存空間進(jìn)行電子細(xì)分。
如果在判定塊422判定數(shù)據(jù)是加密的，則在功能塊424通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求來(lái)自遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的密匙信息(或者其它允許解密的信息)。所述請(qǐng)求可包括用于得到訪問(wèn)權(quán)限的付款。一旦在功能塊426接收到密匙信息，在功能塊428主機(jī)就能夠?qū)?shù)據(jù)解密。然后，如上所述，流程在功能塊412繼續(xù)。
圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的操作流程圖。在功能塊500，所述服務(wù)器節(jié)點(diǎn)接收掃描授權(quán)請(qǐng)求。在判定塊502判定是否提出請(qǐng)求的帳戶有良好的名望。如果它沒(méi)有，則在功能塊526拒絕授權(quán)。如果所述帳戶有良好的名望，則在功能塊504向請(qǐng)求者發(fā)送授權(quán)數(shù)據(jù)。在判定塊506判定請(qǐng)求者是否要再現(xiàn)圖像。如果請(qǐng)求者要再現(xiàn)圖像，在判定塊508判定是否要求加密。要求加密可以由服務(wù)器節(jié)點(diǎn)來(lái)選擇，這是使用授權(quán)的一部分。如果要求加密，則在功能塊510服務(wù)器接收解密請(qǐng)求。然后，在功能塊512，服務(wù)器節(jié)點(diǎn)向請(qǐng)求者發(fā)送密匙信息(或者其它允許解密的信息)。如果沒(méi)有任何加密請(qǐng)求或者在密匙信息已經(jīng)發(fā)送之后，在功能塊514服務(wù)器節(jié)點(diǎn)可接收已再現(xiàn)的三維模型。
如果在判定塊506，請(qǐng)求者不再現(xiàn)圖像，則服務(wù)器節(jié)點(diǎn)接收掃描數(shù)據(jù)并在功能塊516根據(jù)需要對(duì)其解密。然后，服務(wù)器節(jié)點(diǎn)在功能塊518再現(xiàn)三維模型。在三維模型由服務(wù)器再現(xiàn)或者由服務(wù)器接收之后，將所述模型存儲(chǔ)下來(lái)以便隨后在功能塊520分發(fā)。一旦已經(jīng)存儲(chǔ)，服務(wù)器可向任意節(jié)點(diǎn)或分布式網(wǎng)絡(luò)提供所述模型。
在功能塊522，接收訪問(wèn)模型的請(qǐng)求。在判定塊524，判定是否允許請(qǐng)求者訪問(wèn)所述模型?？苫谌缦聴l件作出所述判定基于不同模型的預(yù)定訪問(wèn)權(quán)限，它包括請(qǐng)求者是否是模型的建立者，由建立者建立的訪問(wèn)權(quán)限級(jí)別，或者基于這種訪問(wèn)的某種支付方式。如果判定允許訪問(wèn)所述模型，則在功能塊526將所述模型發(fā)送給請(qǐng)求者。所述模型可以以任何形式發(fā)送并可加密以保證安全。在某些實(shí)施例中，可能會(huì)讓請(qǐng)求者選擇所發(fā)送文件的類(lèi)型。否則，訪問(wèn)請(qǐng)求被拒絕。
圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中數(shù)字化儀的操作流程圖。在功能塊600，從主機(jī)接收授權(quán)數(shù)據(jù)。在功能塊602判定授權(quán)數(shù)據(jù)是否有效。授權(quán)數(shù)據(jù)可以包括編碼以及例如成像應(yīng)用程序的數(shù)字簽名，以便確保授權(quán)了的成像應(yīng)用程序在主機(jī)上工作。如果授權(quán)數(shù)據(jù)有效，則在功能塊604將圖像捕獲系統(tǒng)解鎖并激活它。在功能塊606，數(shù)字化儀捕獲由定向裝置定位的對(duì)象的掃描數(shù)據(jù)。在判定塊608判定是否應(yīng)該對(duì)掃描數(shù)據(jù)加密。如果掃描數(shù)據(jù)應(yīng)該加密，則在功能塊612數(shù)字化儀可對(duì)所述數(shù)據(jù)加密。如果所述數(shù)據(jù)無(wú)需加密，或以后加密，則在功能塊614可以向主機(jī)發(fā)送所述掃描數(shù)據(jù)。在功能塊616，圖像捕獲系統(tǒng)重新鎖定。
在一個(gè)實(shí)施例中，服務(wù)器節(jié)點(diǎn)能夠同時(shí)控制成像子系統(tǒng)的工作啟動(dòng)以及對(duì)隨后捕獲到的數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。這允許對(duì)成像子系統(tǒng)的寬分布式網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這種方式由于容易操作且成本低而對(duì)廣大用戶具有吸引力。
圖7是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字化儀中建立和數(shù)據(jù)捕獲流程圖。在功能塊702，數(shù)字化儀掃描搜索定向裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，這可以采取數(shù)字化儀圍繞它作弧線掃描以尋找醒目的特征。在功能塊704，數(shù)字化儀找到定向裝置。在功能塊706，數(shù)字化儀識(shí)別出數(shù)字化儀上的特征，數(shù)字化儀可以從所述特征導(dǎo)出某些信息。在功能塊708，確定特征數(shù)據(jù)的位置。特征數(shù)據(jù)提供一種參考，根據(jù)所述參考，例如可以確定轉(zhuǎn)盤(pán)中心的位置。在功能塊710，將變形特征與已存的參考值比較，例如，這種變形可能或者是所述特征的變形或者是整個(gè)定向裝置的變形。基于這種比較，在功能塊712計(jì)算相對(duì)位置。在功能塊714，同樣的變形可用于計(jì)算數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)定標(biāo)，以?xún)?yōu)化隨后根據(jù)現(xiàn)狀進(jìn)行的掃描的精度。在功能塊716，數(shù)字化儀準(zhǔn)備好掃描。
在功能塊718，數(shù)字化儀開(kāi)始掃描并捕獲數(shù)據(jù)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)，可導(dǎo)出正被掃描的對(duì)象的三維模型。在判定塊720，判定掃描是否完成。如果掃描未完成，則在判定塊722判定是否部分掃描破壞了、反?；蛘卟豢捎?。如果數(shù)據(jù)不可用，則在功能塊724可針對(duì)所述對(duì)象的部分區(qū)域重新掃描。如果在判定塊720，掃描已完成，就分析掃描數(shù)據(jù)以識(shí)別感興趣的部分。在功能塊726，那些感興趣的部分可能包括異常數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤、需要更高分辨率的部分、或者任何別的需要進(jìn)一步檢查和審核的對(duì)象的各方面。在判定塊728判定是否存在任何感興趣的部分。如果感興趣的部分存在，則在判定塊730判定是否所有感興趣的部分都已經(jīng)得到處理。在功能塊732，如果不是所有感興趣的部分都已得到處理，則系統(tǒng)重新對(duì)對(duì)應(yīng)于感興趣部分的部分進(jìn)行掃描。這次可以用比原先的掃描更高的分辨率，和原先一樣高的分辨率、或者甚至可用另外一種捕獲方法重新掃描。在功能塊734，根據(jù)重新掃描結(jié)果調(diào)整模型。然后流程回到判定塊730，以便判定是否所有感興趣的部分已經(jīng)得到處理。如果已經(jīng)得到處理，則系統(tǒng)返回到功能塊726識(shí)別感興趣的部分。這樣，如果重新掃描調(diào)整造成新的感興趣部分，則隨后會(huì)把它們挑出來(lái)加以處理。如果在判定塊728，不存在感興趣的部分，則在功能塊736系統(tǒng)再現(xiàn)圖像。
在前述的詳細(xì)說(shuō)明中，參照本發(fā)明的具體的實(shí)施例對(duì)其進(jìn)行了描述。然而，在不背離所附權(quán)利要求書(shū)中提出的較寬的精神和范圍的前提下，顯然對(duì)它們可以進(jìn)行各種修改和變化。因此所作的詳細(xì)說(shuō)明和附圖應(yīng)視為說(shuō)明性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，它包括數(shù)字化儀，它能夠收集關(guān)于對(duì)象的三維數(shù)據(jù)；定向裝置，用于自動(dòng)將所述對(duì)象從第一取向重新定位到第二取向，以便相對(duì)于所述數(shù)字化儀暴露所述對(duì)象的第一方位及第二方位；以及控制器，它使所述自動(dòng)重新定位與所述數(shù)字化儀進(jìn)行的數(shù)據(jù)捕獲相配合；其中，所述定向裝置和所述數(shù)字化儀是物理上無(wú)關(guān)的單元。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字化儀和所述定向裝置中至少一個(gè)能夠自動(dòng)確定另一個(gè)的相對(duì)位置。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字化儀能夠自動(dòng)校準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括主機(jī)，用于處理所述三維數(shù)據(jù)以便再現(xiàn)所述對(duì)象的至少一部分的三維圖像。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述主機(jī)包括分布式網(wǎng)絡(luò)接口，所述接口向遠(yuǎn)程用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送所述三維圖像。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字化儀通過(guò)無(wú)線鏈路與所述主機(jī)通信。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字化儀通過(guò)無(wú)線鏈路與所述定向裝置通信。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述定向裝置包括自備電源。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字化儀包括自備電源。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述定向裝置包括鑒別性特征，所述鑒別性特征允許所述數(shù)字化儀通過(guò)掃描關(guān)于所述鑒別性特征的區(qū)域來(lái)獲取所述定向裝置。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述定向裝置包括局部能源，所述局部能源允許所述數(shù)字化儀獲取所述定向裝置。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述定向裝置是轉(zhuǎn)臺(tái)。
13.一種系統(tǒng)，它包括數(shù)字化儀，它具有線性圖像傳感器，用以收集關(guān)于對(duì)象的三維數(shù)據(jù)；定向裝置，它自動(dòng)將所述對(duì)象從第一取向重新定位到第二取向，以便相對(duì)于所述數(shù)字化儀暴露所述對(duì)象的第一方位和第二方位，其中，所述數(shù)字化儀和定向裝置整體地連接成單一單元；以及控制器，它使所述自動(dòng)重新定位與所述數(shù)字化儀進(jìn)行的數(shù)據(jù)捕獲相配合。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字化儀能夠自動(dòng)校準(zhǔn)。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于包括主機(jī)，用于處理所述三維數(shù)據(jù)以便再現(xiàn)所述對(duì)象的至少一部分的三維圖像。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于所述主機(jī)包括分布式網(wǎng)絡(luò)接口，所述接口向遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)傳送所述三維圖像。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于所述單一單元通過(guò)無(wú)線鏈路與所述主機(jī)通信。
18.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于所述單一單元包括自備電源。
19.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于所述定向裝置是轉(zhuǎn)臺(tái)。
20.一種方法，它包括通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò)接收請(qǐng)求，以便對(duì)遠(yuǎn)離所述圖像捕獲系統(tǒng)并連接到所述分布式網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)上的可鎖定圖像捕獲系統(tǒng)的操作進(jìn)行授權(quán)；以及通過(guò)所述分布式網(wǎng)絡(luò)向所述圖像捕獲系統(tǒng)發(fā)送授權(quán)數(shù)據(jù)、以便將所述圖像捕獲系統(tǒng)解鎖并啟動(dòng)所述圖像捕獲系統(tǒng)來(lái)捕獲圖像。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述圖像捕獲系統(tǒng)執(zhí)行三維成像。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，基特征在于還包括從遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)對(duì)所述圖像捕獲系統(tǒng)的邏輯可重新配置陣列進(jìn)行重新編程。
23.一種方法，它包括在連接到分布式網(wǎng)絡(luò)的圖像捕獲裝置中捕獲圖像數(shù)據(jù)；在接收到授權(quán)之前防止本地用戶訪問(wèn)所述圖像數(shù)據(jù)；以及在通過(guò)所述分布式網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)接收到所述授權(quán)時(shí)允許訪問(wèn)所述圖像數(shù)據(jù)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于防止訪問(wèn)的步驟包括利用某種算法將所述圖像數(shù)據(jù)加密，可以利用來(lái)自所述遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的信息將所述加密的圖像數(shù)據(jù)解密。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于防止訪問(wèn)的步驟還包括禁止本地存儲(chǔ)所述加密圖像數(shù)據(jù)。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于還包括將所述加密圖像數(shù)據(jù)上載到所述遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。
27.一種系統(tǒng)，它包括數(shù)字化儀，它能夠收集關(guān)于對(duì)象的三維數(shù)據(jù)；定向裝置，用于自動(dòng)將所述對(duì)象從第一取向重新定位到第二取向，以便相對(duì)于所述數(shù)字化儀暴露所述對(duì)象的第一方位和第二方位；控制器，用于使所述自動(dòng)重新定位與所述數(shù)字化儀進(jìn)行的數(shù)據(jù)收集相配合；以及數(shù)據(jù)分析器，用于識(shí)別所收集的數(shù)據(jù)中的重要的點(diǎn)，其中，所述數(shù)字化儀和定向裝置自動(dòng)重新掃描所述對(duì)象中與所識(shí)別的重要的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的部分，并且根據(jù)所述重新掃描來(lái)調(diào)整所述對(duì)象的一部分的三維模型。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于以高于原始掃描的分辨率的分辨率進(jìn)行所述重新掃描。
29.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于采用不同的捕獲方法進(jìn)行所述重新掃描。
全文摘要
一種通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò)提供分發(fā)的三維成像系統(tǒng)。便捷的低成本三維成像系統(tǒng)具有數(shù)字化儀和定向裝置，它們彼此自動(dòng)獲取并校準(zhǔn)。自動(dòng)獲取和校準(zhǔn)極大地改善了使用的便捷性。所述系統(tǒng)與分布式網(wǎng)絡(luò)連接、使得可以通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)上控制關(guān)于對(duì)所捕獲數(shù)據(jù)的操作和/或訪問(wèn)的授權(quán)。
文檔編號(hào)G01B11/24GK1474963SQ01818694
公開(kāi)日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2001年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月13日
發(fā)明者M·S·奈頓, D·S·阿加布拉, W·D·麥克金利, 奈頓 M S , 阿加布拉, 麥克金利 申請(qǐng)人:內(nèi)克斯坦金公司