三维坐标扫描仪和操作方法 |
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| 申请号 | CN201480015762.7 | 申请日 | 2014-03-14 | 公开(公告)号 | CN105102925A | 公开(公告)日 | 2015-11-25 |
| 申请人 | 法罗技术股份有限公司; | 发明人 | 耶齐德·多米; 查尔斯·普费弗; 贝恩德-迪特马尔·贝克; 罗伯特·E·布里奇斯; | ||||
| 摘要 | 一种组件，该组件包括投影仪和相机，所述投影仪和相机与处理器一起用于确定对象表面的三维(3D)坐标。处理器将采集的3D坐标拟合成针对表面特征的形状设置的数学表示。处理器将测量的3D坐标拟合成形状，并且如果拟合优度不可接受，则选择并且执行下述中的至少一个：改变组件的 姿态 、改变 光源 的照度 水 平、改变发射的图案。当改变到位时，进行另一扫描以获得3D坐标。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种确定对象的表面上的点的三维坐标的方法，所述方法包括： |
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| 说明书全文 | 三维坐标扫描仪和操作方法技术领域[0001] 本文所公开的主题涉及三维坐标扫描仪，并且更特别地涉及具有多个数据获取模式的三角测量型扫描仪。 背景技术[0002] 已知对对象或环境的三维坐标的获取。可以使用各种技术，例如飞行时间方法或三角测量方法。飞行时间系统(例如激光跟踪仪、全站仪或飞行时间扫描仪)可以将光束(例如激光光束)朝向对象的表面上的回射器目标或点引导。绝对距离测量仪用于基于光行进至目标或点并且返回所花费的时间长度来确定到目标或点的距离。通过将激光光束或目标相对于对象的表面移动，可以确定对象的坐标。飞行时间系统的优势在于具有相对高的精度，但是，在一些情况下，因为飞行时间系统通常必须分别测量表面上的每个点，所以飞行时间系统与一些其他系统相比会较慢。 [0003] 相比之下，使用三角测量来测量三维坐标的扫描仪将为线状的光的图案(例如，来自激光线型探针的激光线)投影到表面或者将覆盖区域的光的图案(例如，结构光)投影到表面上。例如通过将相机和投影仪附接至共同的支架来将相机以固定的关系耦接至投影仪。从投影仪发射的光从表面反射并且被相机检测到。由于相机和投影仪以固定关系被布置，因此可以使用三角原理来确定到对象的距离。与使用接触式探针的坐标测量设备相比，三角测量系统提供的优势在于：在较大区域上快速地获取坐标数据。如本文所使用的，由三角测量系统提供的三维坐标值的结果集合被称为点云数据或简单地被称为点云。 [0004] 当使用激光扫描仪时，许多问题会妨碍对高精度的点云数据的获取。这些问题包括但是不限于：例如，由于对象表面的反射率的变化或表面相对于投影光的入射角的变化而引起的在相机像面上接收到的光的水平的变化；边缘(例如孔的边缘)附近的低分辨率；以及多路干涉。在一些情况下，操作员可能未意识到问题或不能消除问题。在这些情况下，结果是丢失点云数据或者错误的点云数据。 [0005] 因此，虽然现有的扫描仪适合用于其意图的目的，但是仍然需要改善，特别是在提供可以适应于不利状况并且提供改善的数据点获取的扫描仪方面。发明内容 [0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种确定对象的表面上的点的三维坐标的方法，所述方法包括：设置组件，该组件包括第一投影仪和第一相机，第一投影仪和第一相机相对于彼此固定，在第一投影仪与第一相机之间存在有基线距离，第一投影仪具有光源，第一相机具有镜头和光敏阵列；设置处理器，该处理器电耦接至第一投影仪和第一相机；设置对表面上的特征的形状的数学表示；设置可接受的拟合优度的值；将第一发射光从第一投影仪发送至对象上；通过第一相机获取第一反射光以及将第一信号发送至处理器作为响应，第一反射光是从表面反射的第一发射光的一部分；通过处理器确定表面上的第一点的三维(3D)坐标的第一测量集合，第一测量集合至少部分地基于第一发射光、第一信号以及基线距离；通过处理器确定点的第一测量子集，点的第一测量子集是表面上的第一点的子集，点的第一测量子集是与特征对应的测量点；通过处理器将点的第一测量子集的3D坐标拟合成所设置的对特征的形状的数学表示，拟合包括将点的第一测量子集的3D坐标与点的第一导出子集的3D坐标进行比较以获得残差的集合，点的第一导出子集是位于特征的形状上的点的集合，来自残差的集合中的每个残差是对来自第一测量子集与第一导出子集的对应3D坐标的分离的度量，拟合还包括根据最小化规则来数学上调整形状的位置和取向以使残差的集合最小化；通过处理器确定测量的拟合优度，测量的拟合优度是根据残差的集合获得的数学上导出的量；通过处理器至少部分地基于测量的拟合优度与可接受的拟合优度的比较来确定点的第一测量子集的3D坐标是否可接受；通过处理器至少部分地基于点的第一测量子集的3D坐标是否可接受来确定3D坐标的第一测量集合是否可接受；如果3D坐标的第一测量集合可接受，则存储3D坐标的第一测量集合；如果3D坐标的第一测量集合不可接受，则采取下述步骤(a)至步骤(e)：(a)通过处理器选择要采取的至少一个动作以及采取所述动作，至少一个动作选自：改变组件的姿态、改变光源的照度水平、改变发射光的图案、以及通过照射机械探针并且使用第一相机对探针上的光点进行成像来测量特征；(b)将第二发射光从第一投影仪发送至对象上或者照射与对象保持接触的机械探针上的光点；(c)通过第一相机获取第二反射光以及将第二信号发送至处理器作为响应，第二反射光是从表面或机械探针反射的第二发射光的一部分；(d)通过处理器确定表面上的第二点的3D坐标的第二测量集合，3D坐标的第二测量集合至少部分地基于第二发射光、第二信号以及基线距离；以及(e)存储3D坐标的第二测量集合。 [0007] 根据本发明的另一方面，提供了一种确定对象的表面上的点的三维坐标的方法，所述方法包括：设置组件，该组件包括第一投影仪、第一相机以及第二相机，第一投影仪、第一相机以及第二相机相对于彼此固定，在第一投影仪与第一相机之间存在有第一基线距离，在第一投影仪与第二相机之间存在有第二基线距离，第一投影仪具有光源，第一相机具有第一镜头和第一光敏阵列，第二相机具有第二镜头和第二光敏阵列；设置处理器，该处理器电耦接至第一投影仪、第一相机以及第二相机；设置对表面上的特征的形状的数学表示；设置可接受的拟合优度的值；将第一发射的光从第一投影仪发送至对象上；通过第一相机获取第一反射光以及将第一信号发送至处理器作为响应，第一反射光是从表面反射的第一发射光的一部分；通过处理器确定表面上的第一点的三维(3D)坐标的第一测量集合，第一测量集合至少部分地基于第一发射光、第一信号以及第一基线距离；通过处理器确定点的第一测量子集，点的第一测量子集是表面上的第一点的子集，点的第一测量子集是与特征对应的测量点；通过处理器将点的第一测量子集的3D坐标拟合成所设置的对特征的形状的数学表示，拟合包括将点的第一测量子集的3D坐标与点的第一导出子集的3D坐标进行比较以获得残差的集合，点的第一导出子集是位于特征的形状上的点的集合，来自残差的集合中的每个残差是对来自第一测量子集与第一导出子集的对应3D坐标的分离的度量，拟合还包括根据最小化规则来数学上调整形状的位置和取向以使残差的集合最小化；通过处理器确定测量的拟合优度，测量的拟合优度是根据残差的集合获得的数学上导出的量； 通过处理器至少部分地基于测量的拟合优度与可接受的拟合优度的比较来确定点的第一测量子集的3D坐标是否可接受；通过处理器至少部分地基于点的第一测量子集的3D坐标是否可接受来确定3D坐标的第一测量集合是否可接受；如果3D坐标的第一测量集合可接受，则存储3D坐标的第一测量集合；如果3D坐标的第一测量集合不可接受，则采取下述步骤(a)至步骤(e)：(a)通过处理器选择要采取的至少一个动作以及采取所述动作，至少一个动作选自：改变组件的照射视场、改变组件的姿态、改变光源的照度水平、改变发射光的图案、以及通过照射机械探针并且使用第一相机对探针上的光点进行成像来测量特征；(b)将第二发射光从第一投影仪发送至对象或者照射与对象保持接触的机械探针上的光点； (c)通过成像器获取第二反射光以及将第二信号发送至处理器作为响应，第二反射光是从表面或机械探针反射的第二发射光的一部分，如果至少一个动作不包括改变组件的照射视场，则成像器是第一相机，如果至少一个动作包括改变组件的照射视场，则成像器是第二相机；(d)通过处理器确定表面上的第二点的3D坐标的第二测量集合，3D坐标的第二测量集合至少部分地基于第二发射光和第二信号；以及(e)存储3D坐标的第二测量集合。 [0008] 根据本发明的另一方面，提供了一种确定对象的表面上的点的三维坐标的方法，所述方法包括：设置组件，该组件包括第一投影仪、第一相机、第二投影仪以及第二相机，第一投影仪、第一相机、第二投影仪以及第二相机相对于彼此固定，在第一投影仪与第一相机之间存在有第一基线距离，在第二投影仪与第二相机之间存在有第二基线距离，第一投影仪具有第一光源，第一相机具有第一镜头和第一光敏阵列，第二投影仪具有第二光源，第二相机具有第二镜头和第二光敏阵列；设置处理器，该处理器电耦接至第一投影仪、第一相机、第二投影仪以及第二相机；设置对表面上的特征的形状的数学表示；设置可接受的拟合优度的值；将第一发射光从第一投影仪发送至对象上；通过第一相机获取第一反射光以及将第一信号发送至处理器作为响应，第一反射光是从表面反射的第一发射光的一部分；通过处理器确定表面上的第一点的三维(3D)坐标的第一测量集合，第一测量集合至少部分地基于第一发射光、第一信号以及第一基线距离；通过处理器确定点的第一测量子集，点的第一测量子集是表面上的第一点的子集，点的第一测量子集是与特征对应的测量点；通过处理器将点的第一测量子集的3D坐标拟合成所设置的对特征的形状的数学表示，拟合包括将点的第一测量子集的3D坐标与点的第一导出子集的3D坐标进行比较以获得残差的集合，点的第一导出子集是位于特征的形状上的点的集合，残差是对第一测量子集与第一导出子集的对应3D坐标的分离的度量，拟合还包括根据最小化规则来数学上调整形状的姿态以使残差最小化；通过处理器确定测量的拟合优度，测量的拟合优度是根据残差的集合获得的数学上导出的量；通过处理器至少部分地基于测量的拟合优度与可接受的拟合优度的比较来确定第一集合是否可接受；如果对于所测量的特征的第一集合可接受，则存储 3D坐标的第一集合；如果对于所测量的特征的第一集合不可接受，则采取下述步骤(a)至步骤(e)：(a)通过处理器选择要采取的至少一个动作以及采取所述动作，至少一个动作选自：改变组件的照射视场、改变组件的姿态、改变光源的照度水平、改变发射光的图案、以及通过照射机械探针并且使用第一相机对探针上的光点进行成像来测量特征；(b)将第二发射光从光发射器发送至对象上或者照射与对象保持接触的机械探针上的光点，如果至少一个动作不包括改变组件的照射视场，则光发射器是第一投影仪，而如果至少一个动作包括改变组件的照射视场，则光发射器是第二投影仪；(c)通过成像器获取第二反射光以及将第二信号发送至处理器作为响应，第二反射光是从表面或机械探针反射的第二发射的光的一部分，如果至少一个动作不包括改变组件的照射视场，则成像器是第一相机，而如果至少一个动作包括改变组件的照射视场，则成像器是第二相机；(d)通过处理器确定表面上的第二点的3D坐标的第二测量集合，3D坐标的第二测量集合至少部分地基于第二发射光和第二信号；以及(e)存储3D坐标的第二测量集合。 附图说明[0011] 图1是根据本发明的实施方式的扫描仪的俯视示意图； [0012] 图2是示出操作图1的扫描仪的方法的流程图； [0013] 图3是根据本发明的另一实施方式的扫描仪的俯视示意图； [0014] 图4是示出操作图3的扫描仪的方法的流程图； [0015] 图5A是根据实施方式的激光扫描仪内的元件的示意图； [0016] 图5B是示出根据实施方式的操作扫描仪的方法的流程图； [0017] 图6是根据本发明的另一实施方式的扫描仪的俯视示意图； [0018] 图7是示出根据实施方式的操作扫描仪的方法的流程图； [0019] 图8A和图8B是根据本发明的实施方式的结合远程探针设备使用的扫描仪的立体图； [0020] 图9是示出操作图5的扫描仪的方法的流程图； [0021] 图10是根据实施方式的扫描仪的俯视示意图； [0022] 图11是示出操作图10的扫描仪的方法的流程图；以及 [0023] 图12是示出根据实施方式的诊断方法的流程图。 [0024] 图13是示出由处理器自动地进行以消除使用三角测量扫描仪进行测量时遇到的问题的过程的流程图。 [0025] 详细的描述参照附图以举例的方式说明了本发明的实施方式以及优势和特征。 具体实施方式[0026] 本发明的实施方式在提高由扫描仪获取的数据点云的三维坐标的可靠性和精度方面提供了优势。本发明的实施方式在检测所获取的数据中的异常并且自动地调整扫描仪的操作以获取期望的结果方面提供了优势。本发明的实施方式在检测所获取的数据中的异常并且给操作员提供对需要附加数据获取的区域的指示方面提供了优势。本发明的又一实施方式在检测所获取的数据中的异常以及给操作员提供对哪里的附加数据获取可以使用远程探针来获取的指示方面提供了优势。 [0027] 扫描仪设备获取对象的三维坐标数据。在一个实施方式中，图1中示出的扫描仪20具有壳体22，该壳体22包括第一相机24、第二相机26以及投影仪28。投影仪28将光 30发射到对象34的表面32上。在示例性实施方式中，投影仪28使用照射图案生成器的可见光源。该可见光源可以是例如激光、超发光二极管、白炽灯、氙气灯、发光二极管(LED)或其他发光器件。在一个实施方式中，图案生成器是其上蚀刻有结构光图案的镀铬玻璃载片。 载片可以具有位置根据需要来回移动的单个图案或多个图案。载片可以被手动地或自动地安装在操作位置中。在其他实施方式中，源图案可以是从数字微镜器件(DMD)反射的光或通过数字微镜器件透射的光，数字微镜器件为例如由德州仪器公司(Texas Instruments Corporation)制造的数字光投影仪(DLP)、液晶器件(LCD)、硅基液晶(LCOS)器件、或者在透射模式而不是反射模式下使用的类似的器件。投影仪28还可以包括镜头系统36，该镜头系统36改变出射光以覆盖期望的区域。 [0028] 在该实施方式中，投影仪28被配置成将结构光发射在区域37上。如本文所使用的，术语“结构光”是指投影到对象的区域上的光的二维图案，该二维图案传达可以用于确定对象上的点的坐标的信息。在一个实施方式中，结构光图案包含设置在区域内的至少三个非共线图案元素。三个非共线图案元素中的每个元素均传达可以用于确定点坐标的信息。在另一实施方式中，提供了被配置成投影区域图案以及线状图案两者的投影仪。在一个实施方式中，投影仪是被配置成在区域图案和线状图案两者之间来回切换的数字微镜器件(DMD)。在一个实施方式中，DMD投影仪还可以扫描线或者以光栅图案扫描点。 [0029] 通常，存在有两种类型的结构光图案：编码的光图案和未编码的光图案。如本文所使用的，编码的光图案是以下图案：在该图案中，可以通过获取单个图像来确定对象的受照表面的三维坐标。使用编码的光图案，可以在投影设备相对于对象移动的同时获得并且配准点云数据。一种类型的编码的光图案包含一组元素(例如，几何形状)，该一组元素被布置在多个线中，其中元素中的至少三个元素不共线。由于元素的所述布置，因此这样的图案元素是可识别的。 [0030] 相比之下，如本文中所使用的，未编码的结构光图案是不能够通过单个图案来测量的图案。可以依次地投影并且成像一系列未编码的光图案。对于这种情况，通常需要将投影仪相对于对象保持固定。 [0031] 应当理解，扫描仪20可以使用编码的结构光图案或未编码的结构光图案。结构光图案可以包括由Jason Geng在SPIE会议录第7932卷中发表的杂志文章“DLP-Based Structured Light 3D Imaging Technologies and Applications”中公开的图案。此外，在本文以下描述的一些实施方式中，投影仪28发射扫描的线状光或扫描的点状光形成的图案。扫描的线状光和扫描的点状光在识别一些类型的异常(例如多路干涉)方面提供了优于区域状光的优势。在静止地保持扫描仪的同时自动地扫描线还具有在提供对表面点的更均匀的采样方面的优势。 [0032] 第一相机24包括光敏传感器44，该光敏传感器44生成传感器的视场内的区域48的数字图像/表示。传感器可以是电荷耦合器件(CCD)型传感器或者例如具有像素阵列的互补金属氧化物半导体(CMOS)型传感器。第一相机24还可以包括其他部件，例如但不限于镜头46和其他光学器件。镜头46具有关联的第一焦距。传感器44和镜头46协作以限定第一视场“X”。在示例性实施方式中，第一视场“X”是16度(每英寸0.28英寸)。 [0033] 类似地，第二相机26包括光敏传感器38，该光敏传感器38生成在传感器的视场内的区域40的数字图像/表示。传感器可以是电荷耦合器件(CCD)型传感器或者例如具有像素阵列的互补金属氧化物半导体(CMOS)型传感器。第二相机26还可以包括其他部件，例如但不限于镜头42和其他光学器件。镜头42具有关联的第二焦距，第二焦距不同于第一焦距。传感器38和镜头42协作以限定第二视场“Y”。在示例性实施方式中，第二视场“Y”是50度(每英寸0.85英寸)。第二视场Y大于第一视场X。类似地，区域40大于区域48。应当理解，较大视场使得获取的对象表面32的给定区域能够被较快地测量，然而，如果光敏阵列44和38具有相同数量的像素，则较小的视场会提供较高的分辨率。 [0034] 在示例性实施方式中，投影仪28和第一相机24以固定关系成角度地被布置，以使得传感器44可以接收从对象34的表面反射的光。类似地，投影仪28和第二相机26以固定关系成角度地被布置使得传感器38可以接收从对象34的表面32反射的光。由于投影仪28、第一相机24以及第二相机26具有固定的几何关系，因此通过投影仪28、第一相机24以及第二相机26的三角关系可以确定表面上的点的距离和坐标。虽然在图1中示出的相机24和相机26的视场(FOV)未交叠，但是FOV可以局部交叠或者完全交叠。 [0035] 投影仪28以及相机24、相机26电耦接至设置在壳体22内的控制器50。控制器50可以包括一个或更多个微处理器、数字信号处理器、存储器以及信号调理电路。扫描仪 20还可以包括致动器(未示出)，该致动器可以被操作员手动地激活以开始通过扫描仪20进行的操作和数据捕获。在一个实施方式中，确定表示对象34的表面32的点云的X，Y，Z坐标数据的图像处理由控制器50来执行。可以将坐标数据本地地存储在例如易失性存储器或非易失性存储器54中。存储器可以是可移除的，例如闪存驱动器或存储卡。在其他实施方式中，扫描仪20具有通信电路52，该通信电路52使得扫描仪20能够将坐标数据发送至远程处理系统56。扫描仪20与远程处理系统56之间的通信介质58可以是有线的(例如，以太网)或无线的(例如，蓝牙、IEEE 802.11)。在一个实施方式中，坐标数据由远程处理系统56基于所获取的由扫描仪20通过通信介质58发送的图像来确定。 [0036] 对象表面32与扫描仪20之间的相对运动可以如双向箭头47所指示的那样。存在有提供这样的相对运动的数种方式。在实施方式中，扫描仪是手持式扫描仪而对象34是固定的。通过相对于对象表面移动扫描仪来提供相对运动。在另一实施方式中，扫描仪被附接至机器人端部效应器。随着机器人相对于对象表面移动扫描仪来通过机器人提供相对运动。在另一实施方式中，扫描仪20或对象34中的任一个附接至移动的机械机构，例如龙门式坐标测量机或者关节臂CMM。随着机械机构相对于对象表面移动扫描仪20来通过移动的机械机构提供相对移动。在一些实施方式中，移动是由操作员的动作提供的，而在其他实施方式中，移动是由计算机控制下的机构提供的。 [0037] 现在参照图2，描述了扫描仪20根据方法1260的操作。如框1262所示，投影仪28首先将结构光图案发射到对象34的表面32的区域37上。来自投影仪28的光30从表面32反射作为被第二相机26接收的反射光62。表面32的三维轮廓影响被第二相机26内的光敏阵列38捕获的图案的图像。控制器50或远程处理系统56使用从一个或更多个图案的一个或更多个图像采集的信息来确定光敏阵列38的像素与由投影仪28发射的光的图案之间的一一对应关系。使用该一一对应关系，三角测量原理用于确定表面32上的点的三维坐标。在框1264中示出了获取三维坐标数据(点云数据)。通过相对于表面32移动扫描仪20，可以产生整个对象34的点云。 [0038] 如框1266所示，在扫描处理期间，控制器50或远程处理系统56可以检测点云数据中的不良状况或问题。在下文中关于图12来讨论用于检测这样的问题的方法。所检测的问题可以是例如特定区域中的点云数据的误差或特定区域中的点云数据的缺失。所述数据的误差或数据的缺失可能由从该区域反射的光太少或太多引起。反射的光太少或太多可能是由于对象表面上的反射率的差异引起的，所述反射率差异是例如由于光30在对象表面32上的高入射角或可变的入射角引起的，或者由于低反射率(黑色或透明的)材料或有光泽的表面引起的。对象上的某些点可以成下述这样的角度：产生被称为闪烁的非常亮的镜面反射。 [0039] 造成点云数据的误差或点云数据的缺失的另一可能原因是对具有精细特征、锐利的边缘或深度急剧变化的区域的分辨率的不足。这样的分辨率的不足可以是例如孔引起的结果。 [0040] 造成点云数据的误差或点云数据的缺失的另一可能原因是多路干涉。通常，来自投影仪28的光线照射表面32上的点并且在一定角度范围内散射。所散射的光被相机26的镜头42成像到光敏阵列38上的小点上。类似地，所散射的光可以被相机24的镜头46成像到光敏阵列44上的小点上。当到达表面32上的点的光不仅来自于投影仪28的光线而且此外来自从表面32的另一部分反射的二次光时，多路干涉发生。这样的二次光会抵消由光敏阵列38、44接收的光的图案，从而妨碍了对点的三维坐标的精确确定。在本申请中关于图12描述了用于识别多路干涉的存在的方法。 [0041] 在框1266中，如果控制器确定点云全正确，则过程完成。否则，如果在框1266中控制器确定点云并非全正确，则在框1268中确定在手动模式下还是在自动模式下使用扫描仪。如果模式是手动的，则在框1270中引导操作员将扫描仪移动到期望的位置处。 [0042] 存在有可以指示操作员所期望的移动的许多方式。在一个实施方式中，在扫描仪本体上的指示光指示期望的移动方向。在另一实施方式中，将光投影至表面上来指示操作员要沿着其移动的方向。此外，投影的光的颜色可以指示扫描仪距对象是太近还是太远。在另一实施方式中，对操作员要将光投影至其的区域的显示做出指示。这样的显示可以是点云数据的图形表示、CAD模型或二者的组合。显示可以被呈现在计算机监测器上或者被呈现在扫描仪设备中内置的显示器上。 [0043] 在这些实施方式中的任何实施方式中，期望的是确定扫描仪的近似位置的方法。在一种情况下，扫描仪可以附接至关节臂CMM，该关节臂CMM使用其关节中的角度编码器来确定附接至其端部的扫描仪的位置和取向。在另一情况下，扫描仪包括放置在设备内的惯性传感器。惯性传感器可以包括例如陀螺仪、加速度计和磁力计。确定扫描仪的近似位置的另一方法是照射放置在对象上或对象周围作为标记点的摄影测量点。以这种方式，扫描仪中的宽FOV相机可以确定扫描仪相对于对象的近似位置。 [0044] 在另一实施方式中，计算机屏幕上的CAD模型指示期望附加测量的区域，并且操作员根据通过将对象上的特征与扫描仪上的特征相匹配来移动扫描仪。通过随着扫描的进行而更新屏幕上的CAD模型可以给操作员是否已测量了该部分的期望区域的快速反馈。 [0045] 在操作员将扫描仪移到位置之后，在框1272中，使用小FOV相机24进行测量。在框1272中，通过观察相对较小的区域，改善了得到的三维坐标的分辨率并且提供了对特征(例如孔和边缘)进行表征的较好的能力。 [0046] 因为窄FOV相机观看的区域与宽FOV相机相比相对较小，因此投影仪28可以照射相对较小的区域。这在消除多路干涉方面具有优势，这是因为在对象上存在有可以将光反射回对象上的受照点相对较少。具有较小的受照区域还可以使控制曝光更容易以获得对于被测对象的给定的反射率和入射角的最佳光量。在框1274中，如果所有点已被采集，则在框1276处过程结束，否则，如果并非所有点已被采集，则过程继续。 [0047] 在实施方式中，在来自框1268的模式是自动的情况下，在框1278中，自动机构将扫描仪移动到期望的位置。在一些实施方式中，自动机构具有提供关于扫描仪和被测对象的相对位置的信息的传感器。对于其中自动机构是机器人的实施方式，机器人关节内的角度传感器提供关于用于保持扫描仪的机器人端部效应器的位置和取向的信息。对于其中由另一类型的自动机构移动对象的实施方式，线性编码器或者多种其他传感器可以提供关于对象与扫描仪的相对位置的信息。 [0048] 在自动机构将扫描仪或对象移到位置后，在框1280中，使用小FOV相机进行三维测量。借助于框1282重复这样的测量直到完成所有的测量为止，并且在框1284处过程结束。 [0049] 在一个实施方式中，当扫描仪从使用第二相机26获取数据切换至使用第一相机24获取数据时，投影仪28改变结构光图案。在另一实施方式中，两个相机24、26使用相同的结构光图案。在又一实施方式中，当由第一相机24获取数据时，投影仪28发射通过扫描线或扫描点形成的图案。在使用第一相机24获取数据之后，该处理使用第二相机26继续扫描。该处理继续进行直到操作员扫描完该部分的期望区域为止。 [0050] 应当理解，虽然图2的处理被示出为线性处理或顺序处理，但是在其他实施方式中，可以并行执行所示出的步骤中的一个或更多个步骤。在图2中示出的方法中，涉及的方法首先测量整个对象，然后根据对所获取的点云数据的评估来进行进一步详细的测量。使用扫描仪20的替代例开始于通过使用具有小FOV的相机24来详细测量或者测量临界区域。 [0051] 还应当理解，通过提供改变相机镜头或投影仪镜头的方式来作为改变扫描系统中的相机的FOV或投影仪的FOV的方式的是现有的扫描系统中的常规做法。然而，这样的改变是耗时的并且一般需要下述附加的补偿步骤，在该步骤中，人工制品(例如点板(dot plate))被放置在相机或投影仪的前面以确定对于相机或投影仪系统的像差校正参数。因此，提供具有不同的FOV的两个相机(例如图1的相机24、26)的扫描系统在测量速度方面以及实现用于全自动模式的扫描仪方面提供了显著的优势。 [0052] 图3中示出了扫描仪20的另一实施方式，该扫描仪20具有壳体22，该壳体22包括第一坐标获取系统76和第二坐标获取系统78。第一坐标获取系统76包括第一投影仪80和第一相机82。与图1的实施方式类似，投影仪80将光84发射到对象34的表面32上。在示例性实施方式中，投影仪80使用照射图案生成器的可见光源。可见光源可以是激光、超发光二极管、白炽灯、发光二极管(LED)或其他发光器件。在一个实施方式中，图案生成器是其上蚀刻有结构光图案的镀铬玻璃载片。载片可以具有位置根据需要来回移动的单个图案或多个图案。载片可以被手动地或自动地安装在操作位置中。在其他实施方式中，源图案可以是从数字微镜器件(DMD)反射的光或通过数字微镜器件透射的光，数字微镜器件为例如由德州仪器公司制造的数字光投影仪(DLP)、液晶器件(LCD)、硅基液晶(LCOS)器件、或者在透射模式而不是反射模式中使用的类似的器件。投影仪80还可以包括镜头系统86，该镜头系统86改变出射光以具有期望的聚焦特性。 [0053] 第一相机82包括光敏阵列传感器88，该光敏阵列传感器88生成传感器的视场内的区域90的数字图像/表示。传感器可以是电荷耦合器件(CCD)型传感器或者例如具有像素阵列的互补金属氧化物半导体(CMOS)型传感器。第一相机82还可以包括其他部件，例如但不限于镜头92和其他光学器件。第一投影仪80和第一相机82以固定关系成角度地布置，以使得第一相机82可以检测从对象34的表面32反射的来自第一投影仪80的光85。应当理解，由于第一相机92和第一投影仪80以固定关系被布置，因此以上所讨论的三角原理可以用于确定区域90内的表面32上的点的坐标。虽然为了清楚起见，图3被描绘成第一相机82靠近第一投影仪80，但是应当理解，相机可以被放置在较靠近壳体22的另一侧。通过使第一相机82和第一投影仪80间隔更远，预期3D测量的精度可改善。 [0054] 第二坐标获取系统78包括第二投影仪94和第二相机96。投影仪94具有光源，该光源可以包括激光，发光二极管(LED)、超发光二极管(SLED)、氙气灯或某些其他合适类型的光源。在实施方式中，镜头98用于将从激光光源接收的光聚焦成线状光100并且镜头98可以包括一个或更多个圆柱透镜或多种其他形状的透镜。因为在本文中镜头可以包括一个或更多个单个透镜或透镜组，因此镜头还被称为“镜头系统”。线状光基本上是直的，即，线的最大偏离约小于该线的长度的1％。实施方式可以利用的一种类型的透镜是棒形透镜。棒形透镜一般是以玻璃或者塑料制成的完整圆柱体的形状，该圆柱体的圆周和两个底被抛光。这样的透镜将通过棒的直径的准直光转变成线状。可以使用的另一类型的透镜是圆柱形透镜。该圆柱形透镜是具有局部圆柱的形状的透镜。例如，圆柱形透镜的一个表面可以是平的，而相对的表面是圆柱形式的。 [0055] 在另一实施方式中，投影仪94生成覆盖表面32的区域的二维光图案。于是，结果坐标获取系统78被称为结构光扫描仪。 [0056] 第二相机96包括传感器102例如电荷耦合器件(CCD)型传感器或者互补金属氧化物半导体(CMOS)型传感器。第二相机96还可以包括其他部件，例如但不限于镜头104和其他光学器件。第二投影仪94和第二相机96成角度地布置使得第二相机96可以检测从对象34反射的来自第二投影仪94的光106。应当理解，由于第二投影仪94和第二相机96以固定关系被布置，因此以上所讨论的三角原理可以用于确定在由光100形成的线上的表面32上的点的坐标。还应当理解，相机96和投影仪94可以被定位在壳体22的相对侧上以改善3D测量精度。 [0057] 在另一实施方式中，第二坐标获取系统被配置成对多个图案进行投影，该多个图案不仅可以包括固定的线状光而且包括可以扫描的线状光、扫描的点状光、编码的光图案(覆盖区域)或连续的光图案(覆盖区域)。每种类型的投影图案具有不同的优势，例如速度、精度以及抗多路干涉性。通过评估对于每个特定的测量的性能要求以及/或者通过审查返回的数据的特性或者预期的对象形状的特性(根据CAD模型或者根据基于所采集的扫描数据的3D重构)可以选择使性能最优化的投影图案的类型。 [0058] 在另一实施方式中，从第二坐标获取系统78到对象表面32的距离不同于从第一坐标获取系统76到对象表面32的距离。例如，相机96可以被定位成与相机88相比更靠近对象32。以这种方式，第二坐标获取系统78的分辨率和精度可以相对于第一坐标获取系统76的分辨率和精度而有所改善。在许多情况下，有益的是使用较低分辨率系统76快速地扫描相对大并且光滑的对象，然后，使用较高分辨率系统78扫描包括边缘和孔的细节。 [0059] 可以在手动模式或自动模式下使用扫描仪20。在手动模式下，根据被使用的获取系统来提示操作员将扫描仪移动得离对象表面更近或更远。此外，扫描仪20可以投影光束或光图案以向操作员指示扫描仪要被移动的方向。可替代地，设备上的指示光可以指示扫描仪应当被移动的方向。在自动模式下，扫描仪20或对象34可以根据测量要求相对于彼此自动地移动。 [0060] 与图1的实施方式类似，第一坐标获取系统76和第二坐标获取系统78电耦接至设置在壳体22内的控制器50。控制器50可以包括一个或更多个微处理器、数字信号处理器、存储器和信号调理电路。扫描仪20还可以包括致动器(未示出)，该致动器可以被操作员手动地激活以开始通过扫描仪20进行的操作和数据捕获。在一个实施方式中，确定表示对象34的表面32的点云的X，Y，Z坐标数据的图像处理由控制器50来执行。可以将坐标数据本地地存储在例如易失性存储器或非易失性存储器54中。存储器可以是可移除的，例如闪存驱动器或存储卡。在其他实施方式中，扫描仪20具有通信电路52，该通信电路52使扫描仪20能够将坐标数据发送至远程处理系统56。扫描仪20与远程处理系统56之间的通信介质58可以是有线的(例如，以太网)或无线的(例如，蓝牙、IEEE 802.11)。在一个实施方式中，由远程处理系统56来确定坐标数据并且扫描仪20将所获取的图像通过通信介质58进行传送。 [0061] 现在参照图4，将描述操作图3的扫描仪20的方法1400。在框1402中，扫描仪20的第一坐标获取系统76的第一投影仪80将结构光图案发射到对象34的表面32的区域90上。来自投影仪80的光84从表面32反射并且所反射的光85被第一相机82接收。如上文所讨论的，表面32的表面轮廓的变化使由第一光敏阵列88接收的成像的光图案产生失真。由于图案是由结构光、线状光或点状光形成的，因此在一些情况下控制器50或远程处理系统56可以确定表面32上的点与光敏阵列88中的像素之间的一一对应关系。这使得在框1404中能够使用以上所讨论的三角原理来获得点云数据，这也就是说确定表面32上的点的X，Y，Z坐标。通过相对于表面32移动扫描仪20，可以创建整个对象34的点云。 [0062] 在框1406中，控制器50或远程处理系统56确定点云数据是拥有期望的数据质量属性还是存在潜在问题。在上文中参照图2讨论了可能发生的问题的类型，因此在此处不再重复该讨论。在框1406中，如果控制器确定点云具有期望的数据质量属性，则过程结束。否则，如果在框1406中控制器确定点云不具有期望的数据质量属性，则在框1408中确定是在手动模式下还是在自动模式下使用扫描仪。如果模式是手动的，则在框1410中引导操作员将扫描仪移动到期望的位置。 [0063] 如在上文中参照图2描述的那样，存在有指示操作员所期望的移动的数种方式。此处不再重复该讨论。 [0064] 为了引导操作员获得期望的移动，需要确定扫描仪的近似位置的方法。如参照图2说明的那样，所述方法可以包括将扫描仪20附接至关节臂CMM、使用扫描仪20内的惯性传感器、照射摄影测量点或者匹配显示的图像的特征。 [0065] 在操作员将扫描仪移到位置之后，在框1412中，使用第二坐标获取系统78进行测量。通过使用第二坐标获取系统，可以改善分辨率和精度或者可以消除问题。在框1414中，如果所有点已被采集，则在框1416处过程结束，否则，如果并非所有点已被采集，则过程继续进行。 [0066] 如果来自框1408的操作的模式是自动的，则在框1418中，自动机构将扫描仪移动到期望的位置。在大多数情况下，自动机构具有提供关于被测扫描仪与对象的相对位置的信息的传感器。对于自动机构是机器人的情况，机器人关节内的角度传感器提供关于用于保持扫描仪的机器人端部效应器的位置和取向的信息。对于其他类型的自动机构，线性编码器或者多种其他传感器可以提供关于对象与扫描仪的相对位置的信息。 [0067] 在自动机构将扫描仪或对象移到位置后，在框1420中，使用第二坐标获取系统78进行三维测量。借助于框1422重复这样的测量直到完成所有的测量为止。在框1424处，过程结束。 [0068] 应当理解，虽然图4的处理被示出为线性处理或顺序处理，但是在其他实施方式中，可以并行执行所示出的步骤中的一个或更多个步骤。在图4中示出的方法中，涉及的方法首先测量整个对象，然后根据对所获取的点云数据的评估来进行进一步详细的测量。使用扫描仪20的替代例开始于通过使用第二坐标获取系统78来详细测量或者测量临界区域。 [0069] 还应当理解，通过提供改变相机镜头或投影仪镜头的方式来作为改变扫描系统中的相机的FOV或投影仪的FOV的方式是现有的扫描系统中的常规做法。然而，这样的改变是耗时的并且一般需要下述附加的补偿步骤，在该步骤中，人工制品(例如点板)被放置在相机或投影仪的前面以确定对于相机或投影仪系统的像差校正参数。因此，提供两个不同的坐标获取系统的系统(例如图3的扫描系统20)在测量速度方面以及实现用于全自动模式的扫描仪方面提供了显著的优势。 [0070] 由于多路干涉，在进行扫描仪测量中会发生错误。现在讨论多路干涉的起源，并且描述用于消除或者减小多路干涉的第一方法。 [0071] 当照射对象表面的光中的一些光在返回相机之前首先从对象的另一表面散射时发生多路干涉的情况。对于对象上的接收所述散射光的点而言，被发送至光敏阵列的光不仅与从投影仪直接投影的光对应而且与被发送至投影仪上的不同的点并且从对象散射的光对应。多路干涉的结果尤其对于投影二维(结构)光的投影仪的情况而言可以使所计算的从投影仪到所述点处的对象表面的距离不准确。 [0072] 参照图5A说明多路干涉的情况，在该实施方式中，扫描仪4570将线状光4525投影至对象的表面4510A上。线状光4525与纸面垂直。在实施方式中，光敏阵列的行与纸面平行并且光敏阵列的列与纸面垂直。每行表示在与纸面垂直的方向上的投影的线4525上的一个点。首先通过计算针对每行的质心来确定针对线上的所述点的从投影仪至对象的距离。对于表面点4526，光敏阵列4541上的质心由点4546表示。光敏阵列上的质心的位置4546可以用于计算从相机视角中心4544到对象点4526的距离。该计算基于根据三角测量原理的三角关系。为了执行这些计算，需要从相机视角中心4544到投影仪视角中心4523的基线距离D。此外，需要知道投影仪系统4520相对于相机系统4540的取向。 [0073] 为了理解由多路干涉引起的误差，考虑点4527。从该点反射或散射的光被镜头4542成像至光敏阵列4541上的点4548。然而，除了直接接收的来自投影仪的并且从点4527散射的光以外，另外的光在被成像到光敏阵列之前从点4526反射到点4527。所述光很可能散射至非预期的位置并且使得在给定行中形成两个质心。因此，观察到给定的行上的两个质心是多路干涉的存在的很好的指示器。 [0074] 对于结构光被投影至对象表面的区域上的情况，来自点例如4527的二次反射通常没有投影至线上的光明显，因此更可能在所测量的3D表面坐标中产生误差。 [0075] 通过使用在显示元件4521上具有可调节的照射图案的投影仪可以改变照射的图案。显示元件4521可以是数字微机械镜(DMM)，例如数字光投影仪(DLP)。这样的器件包括借助于电信号能够快速地调节以快速地调节照射的图案的多个小反射镜。可以产生电可调节显示图案的其他器件包括LCD(液晶显示器)和LCOS(硅基液晶)显示器。 [0076] 检查在将结构光投影在区域上的系统中的多路干涉的方式是改变显示器以投影线状光。行中多个质心的存在指示出多路干涉的存在。通过扫描线状光，可以覆盖区域而无需由操作员移动探针。 [0077] 可以由电可调节的显示器将线状光设置成任何期望的角度。通过改变投影的线状光的方向，在许多情况下，可以消除多路干涉。 [0078] 对于具有许多褶和陡峭的角度从而使得很难避免反射的表面而言，可以使用电可调节的显示器来扫描点状光。在一些情况下，二次反射可以从单个点状光产生，但是通常相对易于确定反射的光点中的哪个光点是有效的。 [0079] 电可调节的显示器还可以用于在编码的图案与未编码的图案之间快速地切换。在大多数情况下，编码的图案用于基于单帧相机信息来进行3D测量。另一方面，多个图案(连续的或未编码的图案)可以用于获得所测量的3D坐标值的较大的精度。 [0080] 过去，电可调节的显示器已用于投影连续图案内的一系列图案中的每个图案，例如，一系列灰度线图案之后跟随一系列正弦图案，每个正弦图案具有不同的相位。 [0081] 本发明方法在选择下述这些方法方面提供了优于现有方法的优势：识别或者消除例如多路干涉的问题的方法以及指示是优选单投射图案(例如，编码的图案)还是优选多投射图案以尽可能快地获取要求的精度的方法。 [0082] 对于线扫描仪的情况而言，一般存在有确定多路干涉的存在的方式。当多路干涉不存在时，由对象表面上的点反射的光以单行的形式被成像在邻近的像素的区域上。如果一行中存在有两个或更多个区域接收大量的光，则多路干涉被指示。图5A中示出了这样的多路干涉状况以及所得的光敏阵列上额外的照射区域的示例。现在表面4510A在交点4526附近具有较大的曲率。在该交点处的表面法线是线4528，以及入射角是4531。根据与入射角相等的反射角4532可以确定反射的线状光4529的方向。如上文所述，线状光4529实际上表示在一定角范围中散射的光的全部方向。散射光的中心照射在表面4510A的点4527处，其被镜头4544成像在光敏阵列上的点4548处。在点4548的附近接收的不期望的大量的光指示出可能存在多路干涉。对于线扫描仪而言，对多路干涉的主要关注不是图5A所示的情况(在图5A中，两个点4546和4527分开相当大的距离并且可以分别分析)而是主要关注其中两个点交叠或拖尾在一起的情况。在这种情况下，可能不能够确定与期望的点对应的中心，该中心在图5A中与点4546对应。如可以再次参照图5A来理解，对于在二维区域上投影光的扫描仪的情况而言问题会更严重。如果成像到光敏阵列4541上的所有光都需要确定二维坐标，则清楚的是点4527处的光会与从投影仪直接投影的期望的光的图案以及从对象表面反射到点4527的不想要的光对应。结果，在这种情况下，对于投影在区域上的光而言，针对点4527很可能计算错误的三维坐标。 [0083] 对于投影的线状光而言，在许多情况下，可以通过改变线的方向来消除多路干涉。一种可能性是使线扫描仪使用具有固有的二维能力的投影仪，从而能够扫描线或者能够将线自动地旋转到不同的方向。这样的投影仪的示例是使用如上文所讨论的数字微镜(DMD)的投影仪。例如，如果在使用结构光获得的特定扫描中推测到多路干涉，则测量系统可以自动地被配置成切换至使用扫描的线状光的测量方法。 [0084] 减小、最小化或消除多路干涉的另一方法是在已指示出多路干涉的这些区域上扫描点状光，而不是线状光或区域状光。通过照射单个点状光，一般可以容易地识别到从二次反射散射的任何光。 [0085] 确定由电可调节的显示器投影的期望图案受益于如下文参照图12描述的诊断分析。 [0086] 除了在诊断以及校正多路干涉方面的用途以外，改变投影的光的图案还在以最短时间获得需要的精度和分辨率方面提供了优势。在实施方式中，首先通过将编码的光图案在单次投射中投影至对象上来执行测量。使用采集的数据来确定表面的三维坐标，并且对结果进行分析以确定一些区域是否具有需要更详细分析的孔、边缘或特征。这样的详细的分析可以例如通过使用图1中的窄FOV相机24或者图3中的高分辨率扫描仪系统78来执行。 [0087] 还可以对坐标进行分析以确定到目标的近似距离，从而提供用于更精确的测量方法，例如如上文中所讨论的将正弦相移的光图案连续地投影至表面上的方法的起始距离。使用编码的光图案获得对于表面上的每个点的起始距离无需通过改变多个正弦相移扫描中的间隔来获得所述信息，从而节省了大量的时间。 [0088] 现在参照图5B，其示出了用于克服由扫描仪20获取的坐标数据中的异常或改善由扫描仪20获取的坐标数据的精度的实施方式。在框212中，处理211开始于通过使用扫描仪20来扫描对象(例如对象34)。扫描仪20可以是例如在图1、图3、图5以及图7的实施方式中描述的具有至少一个投影仪和相机的扫描仪。在该实施方式中，在框212中，扫描仪20将第一光图案投影至对象。在一个实施方式中，该第一光图案是编码的结构光图案。在框214中，处理211获取并且确定三维坐标数据。在询问框216中对坐标数据进行分析以确定是否存在有任何异常，例如上述的多路干涉、元素周围的低分辨率或者由于表面角度或表面反射率变化引起的数据的缺失。当检测到异常时，处理211进行到框218，在框218中，将由投影仪发射的光图案改变至第二光图案。在实施方式中，第二光图案是扫描的线状光。 [0089] 在投影第二光图案之后，处理211进行至框220，在框220中，获取并且确定检测到异常处的区域的三维坐标数据。处理211循环返回询问框216，在询问框216中，确定异常是否已解决。如果询问框216仍然检测到异常或缺失或精度或分辨率，则处理循环返回框218并且切换至第三光图案。在实施方式中，第三光图案是连续的正弦相移图案。在另一实施方式中，第三光图案是扫描的点状光。该迭代过程继续进行直到异常解决为止。当确定了来自异常的区域的坐标数据时，处理211进行到框222，在框222中，将发射的图案切换回第一结构光图案并且继续扫描处理。处理211继续进行，直到操作员扫描完对象的期望区域为止。在使用图11的方法获得的扫描信息不能令人满意的情况下，可以使用如本文所讨论的用接触式探针测量的问题。 [0090] 现在参照图6，其示出了安装至可移动装置120的扫描仪20的另一实施方式。扫描仪20具有至少一个投影仪122和至少一个相机124，至少一个投影仪122和至少一个相机124以固定几何关系被布置，使得可以使用三角原理来确定表面32上的点的三维坐标。扫描仪20可以是与例如参照图1至图3中所描述的扫描仪相同的扫描仪。在一个实施方式中，扫描仪是与图10中具有接触式探针的扫描仪相同的扫描仪。然而，在图6的实施方式中使用的扫描仪可以是任何扫描仪，例如结构光扫描仪或线扫描仪，例如，在2006年1月 18日提交的题为“Portable Coordinate Measurement Machine with Integrated Line Laser Scanner”的共同拥有的美国专利7,246,030中公开的扫描仪。在另一实施方式中，在图6的实施方式中使用的扫描仪是在对象上的区域上投影光的结构光扫描仪。 [0091] 在示例性实施方式中，可移动装置120是机器人装置，该机器人装置借助于由枢轴和旋转接头130连接的臂段126、128来提供自动移动以使得臂段126、128能够移动，导致扫描仪20从第一位置移动至第二位置(如图6中的虚线所指示的那样)。可移动装置120可以包括耦接至臂段126、128以将臂段126、128从第一位置移动至第二位置的致动器(例如电机(未示出))。应当理解，具有关节臂的可移动装置120是为了示例的目的而要求保护的本发明不应限于此。在其他实施方式中，扫描仪20可以安装至经由例如轨道、轮子、线路、带子或线缆或者前述的组合来移动扫描仪20的可移动装置。在其他实施方式中，机器人具有不同数目的臂段。 [0092] 在一个实施方式中，可移动装置是关节臂坐标测量机(AACMM)，例如在2010年1月20日提交的共同拥有的美国专利申请序列号13/491,176中所描述的关节臂坐标测量机。 在该实施方式中，扫描仪20从第一位置到第二位置的移动可以包括操作员手动地移动臂段126、128。 [0093] 对于具有自动装置的实施方式而言，可移动装置120还包括控制器132，该控制器132被配置成激励致动器以移动臂段126、128。在一个实施方式中，控制器132与控制器 134通信。如下文将更加详细的讨论的那样，该布置使得控制器132能够响应于获取的数据中的异常来移动扫描仪20。应当理解，控制器132、控制器134可以被包含到单个处理单元中或者其功能可以分布在数个处理单元之中。 [0094] 通过进行参照图12的分析，可以定位并且定向扫描仪20以获得期望的测量结果。在一些实施方式中，被测特征可以受益于扫描仪的期望的方向。例如，可以通过将扫描仪相机124定向为与孔近似垂直来改善对孔的直径的测量。在其他实施方式中，可以定位扫描仪以减小或最小化多路干涉的可能性。这样的分析可以基于可用作诊断过程的一部分的CAD模型或者这样的分析可以基于在通过装置120对扫描仪20的第二移动之前由在初始位置中的扫描仪采集的数据。 [0095] 现在参照图7，将描述扫描仪20和可移动装置120的操作。在框136中，处理开始于使用处于第一位置的扫描仪20来扫描对象34。在框138中，扫描仪20获取并且确定对象34的表面32上的点的坐标数据。应当理解，可移动装置120可以移动扫描仪20以获取关于期望的区域中的表面点的数据。在询问框140中，确定在点142处的坐标数据中是否存在有异常(例如多路干涉)，或者是否需要改变方向以获得改善的分辨率或测量精度。应当理解图6的点142可以表示表面32上的单个点、点的线或区域。如果检测到异常或者检测到需要改善精度，则处理继续进行到框144，在框144中，可移动装置120移动扫描仪 20的位置(例如从第一位置移动到第二位置)，并且在框146中重新扫描所关注的区域以获取三维坐标数据。处理循环返回询问框140，在询问框140中，确定在坐标数据中是否仍然存在异常或者是否期望改善测量精度。在这些情况下，再次移动扫描仪20并且处理继续进行直到测量结果达到期望的水平为止。当获得了坐标数据时，处理从询问框140进行至框148，在框148中，扫描处理继续进行直到扫描完期望的区域为止。 [0096] 在扫描仪20包括接触式探针的实施方式(图10)中，扫描仪从第一位置到第二位置的移动可以被布置成用接触式探针接触所关注的区域。由于扫描仪的位置以及因此得到的接触式探针的位置可以根据臂段126、128的位置和取向来确定，所以可以确定表面32上的点的三维坐标。 [0097] 在一些实施方式中，由图8A、图8B的扫描仪20获得的测量结果可能被多路干涉损坏。在其他情况下，测量结果可能没有提供期望的分辨率或精度以正确地测量表面32尤其是边缘、孔或复杂的特征的一些特性。在这些情况下，可能期望操作员使用远程探针152来探测表面32上的点或区域。在图8A、图8B中示出的一个实施方式中，扫描仪20包括投影仪156以及相机154、155，相机154、155相对于投影仪156成角度地布置，使得由投影仪156发射的光从表面32反射并且由相机154、155之一或由相机154、155二者接收。扫描仪 156和相机154、155以固定几何关系被布置，使得可以使用三角原理来确定表面32上的点的三维坐标。 [0098] 在一个实施方式中，如图8A所示，投影仪156被配置成将可见光157发射到对象34的表面32上的所关注区域159。可以使用受照区域159在相机154、155之一或相机154、 155二者上的图像来确认所关注的受照区域159的三维坐标。 [0099] 扫描仪20被配置成与远程探针152协作，使得操作员可以将探针末端166与在所关注的受照区域159处的对象表面132接触。在实施方式中，远程探针152包括至少三个非共线的光点168。光点168可以是例如由发光二极管(LED)产生的光点或者受来自投影仪156或者来自在图8B中未描绘的另一光源的红外光源或可见光源照射的反射光点。在这种情况下的红外光源或可见光源可以被附接至扫描仪20或者可以被定位在扫描仪20的外部。通过使用扫描仪确定光点168的三维坐标并且通过使用关于探针152的几何形状的信息，可以确定探针末端166的位置，从而使得能够确定对象表面32的坐标。以这种方式使用的接触式探针消除了来自多路干涉的潜在问题并且还使得能够进行对孔、边缘以及详细特征的相对精确的测量。在实施方式中，探针166是接触式探针，该接触式探针可以通过按压探针上的致动器按钮(未示出)来激活，或者探针166可以是通过与表面32接触而被激活的接触触发式探针。响应于由致动器按钮或接触触发式探针产生的信号，通信电路(未示出)向扫描仪20发送信号。在实施方式中，光点168用可以包括直线或曲线的几何图案的光来代替。 [0100] 现在参照图9，其示出了用于使用图8A、图8B的固定式扫描仪20和远程探针152来获取对象34的表面32上的点的坐标数据的处理。在框170中，处理开始于扫描对象34的表面32。在框172中，处理获取并且确定表面32的三维坐标数据。然后，在询问框174中，处理确定在区域159的坐标数据中是否存在有异常或者在区域159的精度或分辨率方面是否存在有问题。例如，异常可以是由于多路干涉而引起的被丢弃的无效的数据。异常还可能是由于表面反射率或者在特征(例如开口或孔)周围的分辨率不足而引起的丢失数据。参照图12给出了关于用于检测(识别)多路干涉和相关问题的诊断过程的细节。 [0101] 当区域159被识别时，在框176中扫描仪20向操作员指示可以经由远程探针152来获取区域159的坐标数据。可以是通过发射可见光157以照射区域159而指示该区域159。在一个实施方式中，光157是由投影仪156发射的。可以改变光157的颜色来通知操作员异常或问题的类型。例如，当多路干涉发生时，光157可以是红色，而低分辨率发生时，光157可以是绿色。还可以在具有对象的图形表示(例如，CAD模型)的显示器上指示区域。 [0102] 然后，处理进行至框178以在传感器166接触表面32时获取远程探针152的图像。相机154、155中的一个相机接收可以是例如LED或反射性目标的光点168。在框180中扫描仪20使用数学上公知的最佳拟合技术来确定探针中心的三维坐标，在框180中根据探针中心的三维坐标来确定对象表面32的三维坐标。当其中检测到异常的区域159中的点已被获取时，处理可以进行至在框182中继续扫描对象34直到扫描完期望的区域为止。 [0103] 现在参照图10，其示出了在操作期间可以由操作员手持的扫描仪20的另一实施方式。在该实施方式中，壳体22可以包括把手186，该把手186使得操作员在操作期间能够握住扫描仪20。壳体22包括投影仪188和相机190，投影仪188和相机190相对于彼此成角度地布置，使得由投影仪发射的光192从表面32反射并且由相机190接收。图10的扫描仪20以与图1和图3的实施方式基本上相似的方式进行操作，并且使用三角原理来获取表面32上的点的三维坐标数据。 [0104] 扫描仪20还包括整体探针构件184。探针构件184在一端上包括传感器194。传感器194是例如可以响应于操作员按压致动器按钮(未示出)的接触式探针，或者传感器194可以是例如响应于与表面32的接触的接触触发式探针。如下文将更详细的讨论的那样，探针构件184使得操作员能够通过将传感器194与表面32接触来获取表面32上的点的坐标。 [0105] 投影仪188、相机190以及用于传感器194的致动器电路电耦接至被设置在壳体22内的控制器50。控制器50可以包括一个或更多个微处理器、数字信号处理器、存储器和信号调理电路。扫描仪20还可以包括例如在把手186上的致动器(未示出)，该致动器可以被操作员手动地激活以开始通过扫描仪20进行的操作和数据捕获。在一个实施方式中，确定表示对象34的表面32的点云的X，Y，Z坐标数据的图像处理由控制器50来执行。可以将坐标数据本地地存储在例如易失性存储器或非易失性存储器54中。存储器可以是可移除的，例如闪存驱动器或存储卡。在其他实施方式中，扫描仪20具有通信电路52，该通信电路52使扫描仪20能够将坐标数据发送至远程处理系统56。扫描仪20与远程处理系统56之间的通信介质58可以是有线的(例如，以太网)或无线的(例如，蓝牙，IEEE 802.11)。 在一个实施方式中，由远程处理系统56确定坐标数据并且扫描仪20将获取的图像通过通信介质58进行传送。 [0106] 现在参照图11，将描述图10的扫描仪20的操作。在框196中，处理开始于操作员通过手动地移动扫描仪20来扫描对象34的表面32。在框198中确定并且获取三维坐标。在询问框200中，确定在坐标数据中是否存在异常或者是否需要改善精度。如以上所讨论的那样，因为许多原因(例如多路干涉、表面反射率变化或者特征的低分辨率)，所以会发生异常。如果异常存在，则处理进行至框202，在框202中，向操作员指示区域204。可以通过用投影仪188将可见光192投影至表面32来指示区域204。在一个实施方式中，使光192带有颜色以通知操作员检测到的异常的类型。 [0107] 然后，在框206中，操作员将扫描仪从第一位置移动至(由虚线指示的)第二位置。在第二位置处，传感器194接触表面32。可以使用公知的最佳拟合方法基于由相机190获取的图像来确定在第二位置处的扫描仪20的位置和取向(6个自由度)。由于已知传感器194的尺寸和布置与扫描仪20的机械结构相关，因此可以在框208中确定区域204中的点的三维坐标数据。然后，处理进行至框210，在框210中，继续扫描对象。继续进行扫描处理直到扫描完期望的区域为止。 [0108] 一种通用的方法不仅可以用于评估多路干涉而且可以用于总体上评估质量，包括分辨率和材料类型的影响、表面质量以及几何形状。还参照图12，在实施方式中，方法4600可以在计算机的控制下自动地进行。步骤4602是确定关于被测对象的三维坐标的信息是否可用。第一种类型的三维信息是CAD数据。CAD数据通常指示被测对象的标称尺寸。第二种类型的三维信息是所测量的三维数据，例如用扫描仪或其他设备先前测量的数据。在一些情况下，步骤4602可以包括另外的步骤：将坐标测量设备(例如激光跟踪仪或6-DOF扫描仪配件)的参照系与对象的参照系对准。在实施方式中，这通过使用激光跟踪仪测量对象的表面上的至少三个点来完成。 [0109] 如果步骤4602返回是肯定的并且确定三维信息可用，则在步骤4604中，计算机或处理器用于计算对象测量对多路干涉的敏感性。在实施方式中，这通过投影由扫描仪投影仪发射的每个光线并且针对每个情况计算角度或反射来完成。计算机或软件识别对象表面的易受由于多路干涉引起的误差的影响的每个区域。步骤4604还可以针对6-DOF探针相对于被测对象的多个位置进行对多路误差的敏感性的分析。在一些情况下，如上文所讨论的那样，可以通过选择6-DOF探针相对于被测对象的合适的位置和取向来避免或者最小化多路干涉。如果步骤4602返回是否定的，这表示三维信息不可用，则步骤4606使用任何合适的测量方法来测量对象表面的三维坐标。在计算多路干涉之后，可以进行步骤4608以评估预期的扫描质量的其他方面。一个这样的质量因子是对于被测对象的特征扫描的分辨率是否足够。例如，如果设备的分辨率是3mm并且存在有对其期望有效的扫描数据的亚毫米特征，则应该记录对象的这些区域以用于随后的纠正动作。与分辨率部分相关的另一质量因子是测量对象的边缘和孔的边缘的能力。对扫描仪性能的了解将使得能够确定对于给定的边缘而言扫描仪的分辨率是否足够。另一质量因子是预期从给定的特征返回的光的量。可以预期从例如小孔的内部或者从掠射角返回到扫描仪的光(如果存在的话)的量为小。 此外，可以预期来自某类型和某颜色的材料的光为小。某些类型的材料可以使来自扫描仪的光透过很大深度，并且在这种情况下不预期好的测量结果。在一些情况下，自动程序可以请求用户补充信息。例如，如果处理基于CAD数据进行步骤4604和步骤4608，则其可能不知道被测对象使用的材料的类型或者表面特性。在这些实施方式中，步骤4608可以包括获得对于被测对象的材料特性的另外步骤。 [0110] 在步骤4604和步骤4608的分析之后，步骤4610确定是否应该进行进一步诊断过程。可能的诊断过程的第一示例是步骤4612中以预定角度投影条纹来确定是否观察到多路干涉。在上文参照图5讨论了对于投影的线状条纹的多路干涉的通用指示。诊断步骤的另一示例是步骤4614，步骤4614是投射在光的源图案上的极线的方向上对准的线的集合，该源图案例如是来自图1中的投影仪36的光的源图案30。对于其中光的源图案中的线状光与极线对准的情况，这些线在光敏阵列上的像面中看起来是直线。在2012年4月11日提交的共同拥有的美国专利申请No.13/443,946中更详细地讨论了极线的用途。如果光敏阵列上的这些图案不是直线或者如果线是模糊的或者有噪声，则指示可能是由于多路干涉引起的问题。 [0111] 步骤4616是基于所执行的分析和诊断过程来选择预定动作的组合。如果速度在测量中是因子，则使用编码的光的2D(结构)图案进行测量的步骤4618可以是优选的。如果期望更大的精度，则使用连续的图案的使用编码的光的2D(结构)图案(例如一系列变化相位和间距的正弦图案)测量的步骤4620可以执行。如果选择了方法4618或方法4620，则可以期望也选择步骤4628，步骤4628是重新定位扫描仪，换言之是将扫描仪的位置和取向调节到如通过步骤4604的分析所提供的使多路干涉和镜面反射(闪烁)减小或最小化的位置。可以通过使用来自扫描仪投影仪的光照射问题区域或者将这样的区域显示在监测器显示器上来向用户提供这样的指示。在一个实施方式中，可以自动地选择处理中的下一步骤。如果期望的扫描仪的位置未消除多路干涉和闪烁，则若干个选项可用。在一些实施方式中，可以通过将扫描仪重新定位以及将有效测量结果组合来进行重复测量。在其他实施方式中，不同的测量步骤可以被添加至过程或者可以取代使用结构光而被执行。如以上所讨论的那样，扫描条纹光的步骤4622在获取关于区域的信息方面提供了下述方便：减少了存在来自多路干涉的问题的可能性。在关注的区域上扫描小光点的步骤4624进一步降低了来自多路干涉的问题的可能性。使用接触式探针测量对象表面的区域的步骤消除了多路干涉的可能性。接触式探针基于探针末端的大小来提供已知的分辨率，并且接触式探针消除了会在一些被测对象中出现的光的反射率低或光学穿透深度大的问题。 [0112] 可以在步骤4630中基于从测量获得的数据结合先前进行的分析的结果来评估在步骤4618至步骤4628的组合中采集的数据的质量。如果在步骤4632中确定质量是可接受的，则在步骤4634处完成测量。否则，如果在步骤4632中确定质量是不可接受的，则在步骤4604处重新开始分析。在一些情况下，3D信息可能不会如所期望的那么精确。在这种情况下，重复之前的步骤中的一些步骤会是有益的。 [0113] 可以用于识别并且校正由分辨率不足、精度不足、照度欠佳、图案的选择欠佳或多路干涉引起的问题的方法是扫描具有已知几何特性的表面特征并且将得到的扫描数据拟合成表面特征。如果扫描的形状与几何特性不非常相似或者如果在将所采集的3D数据拟合成表面特征时残差大，则可能是由以上所描述的问题中的一个问题引起的。可以被选择的表面特征的示例是圆柱形孔。可以与扫描数据比较的几何特征的示例包括直径、形状误差以及深度。 [0114] 图13示出了根据方法5000执行的步骤。在步骤5005中，设置了包括投影仪和相机的组件，并且还设置了连接至组件元件的处理器。投影仪和相机分离基线距离，并且投影仪、相机和处理器一起构成能够确定对象的表面上的点的3D坐标的三角测量扫描仪。 [0115] 在步骤5010中，设置了对于特征的形状的数学表示。在实施方式中，数学表示是下述之一：圆、圆柱形孔、凸起的圆柱形、球、两个面的交点以及三个面的交点。 [0116] 在步骤5015中，设置了可接受的拟合优度。在实施方式中，将卡方检验统计用作对拟合优度的度量。 [0117] 在步骤5020中，投影仪将光发射至表面，所述表面的反射光被捕获作为相机内的光敏阵列上的图像。光敏阵列响应于图像将电信号提供给处理器。处理器至少部分地基于所投影的光、电信号以及基线距离来确定对于表面上的点的3D坐标的第一集合。 [0118] 在步骤5025中，从在表面上测量的点中选择点的子集，点的子集包括与下述特征对应的那些点：该特征具有通过步骤5010的数学表示所描绘的形状。 [0119] 在步骤5030中，处理器将点的子集的测量的3D坐标拟合成从形状的数学模型导出的对应3D坐标。拟合在一系列步骤中进行。在每个步骤处，根据最小化规则调节形状的位置和取向以使残差的集合减小或者最小化。在实施方式中，最小化规则用于使选自残差的集合中的每个残差的平方之和减小或最小化。 [0120] 在步骤5035中，计算对于测量的拟合优度的值。在实施方式中，测量的拟合优度基于使用来自步骤5030的计算的残差的卡方检验统计。 [0121] 在步骤5035中，将测量的拟合优度的值与来自步骤5015的可接受的拟合优度的值进行比较。如果测量的拟合优度值指示出该拟合优于由可接受的拟合优度值所要求的拟合，则保存在步骤5020中获得的测量的3D坐标的第一集合。 [0122] 如果在步骤5040中测量的拟合优度是不可接受的，则可以选择并且采取下述动作中的至少一个动作：改变组件相对于对象表面的姿态；改变由投影仪发射的照度；改变由投影仪发射的光的图案；以及，使用机械探针测量特征。 [0123] 如本文所使用的，组件的姿态被定义为组件相对于对象的六个自由度。换言之，姿态包括组件与对象的相对位置(例如，x，y，z)和相对取向(例如，俯仰角、滚转角、横摆角)。组件的姿态可以通过移动组件同时保持对象静止或者通过移动对象同时保持组件静止来改变。组件和对象之间的相对移动可以通过将对象和组件之一附接至机械移动结构(例如机器人、关节臂坐标测量机(CMM)、笛卡尔CMM或机器工具)来获得。在实施方式中，机械移动结构包括确定组件与对象的相对姿态的装置。这样的装置可以例如由下述来提供：编码器(标度尺)、测距仪或惯性测量单元(例如加速度计、陀螺仪、磁力计以及高度传感器)。这样的指示器在对组件和处理器进行的更加精确的测量的情况下仅可以提供姿态的近似值。 [0124] 改变对象的姿态在克服采集3D坐标中的数个潜在误差源方面会是有用的。可以通过改变对象的姿态克服的一种类型的误差是多路干涉，多路干涉是当由投影仪照射的光反射到对象上的另一点上时引起的，所述另一点对相机可见。通过改变方向来改变对象表面上的投影光的入射角，从而使反射光能够改变方向，因此可以错过该表面并且消除多路干涉。 [0125] 改变对象的姿态在克服由于光水平非常低或非常高引起的问题方面也会是有用的。如果来自扫描仪的光照射成陡峭角度的表面，换言之，如果照射表面的光具有较大的入射角(具有相对于表面法线的较大的角度)，则从表面反射(散射)到相机中的光很可能很小。在一些情况下，由相机捕获的用于对象上的点的光的量可以通过改变组件相对于对象表面的姿态而显著地提高。改变对象的姿态还可以有助于克服闪烁的问题，该问题是高水平的光从对象表面镜面反射到相机中。闪烁仅在特定角度处发生并且通常在较小的区域上发生。改变组件相对于对象的姿态可以消除闪烁。 [0126] 改变对象的姿态在提高分辨率和精度方面也会是有用的。例如，为了测量孔的直径，期望以接近法向入射的方式观看孔，这是因为这提供了要测量的相对大的圆形区域。另一方面，为了测量圆柱形孔的侧壁(内径)的圆柱度(形状误差)，需要将光以微小角度导向侧壁，进行数次测量，其中在每种情况下稍微改变姿态。改变姿态还可以在通过将对象特征带到相机的焦点而在提高分辨率方面是有用的。如果相机离对象表面太近或者太远，则所测量的特征的调制传输函数(MTF)会减小，从而引起分辨率减小。 [0127] 在本文参照步骤5050描述的每种方法中，选择动作基于处理器的选择而没有操作员或观察者方面的协助。可以由处理器自动地评估姿态对以上所描述的效应中的每个效应的影响。在上文中讨论了使用与扫描仪的姿态有关的对象的形状来预测多路干涉的可能性的方法。基本上所使用的方法是将来自投影仪的光线投影至具有已知表面轮廓(根据在步骤5020中进行的测量)的表面上并且使用几何光学来确定反射光线是否会照射在相机的视野中的位置处的对象。当多路干涉问题被处理器识别时，然后处理器可以进行计算过程，在计算过程中，考虑使用多个可能的姿态来评估对于多路干涉的可能性。 [0128] 改变由投影仪发射的照度在克服3D坐标的采集中的数个可能误差源方面会是有用的。此处照度表示结合相机的曝光时间和相机的孔径的由投影仪发射的光功率的水平。换言之，在像素井中的照度水平是由在像素井中产生的电子的数量来确定的。如果电子的数量相对大但是仍然处于像素响应的线性区域中，则照度水平在期望水平附近。如果到达对象表面上的点的光功率太小或者相机曝光太短，则由相机像素接收的光为低并且得到的像素的信噪比欠佳，从而导致测量的3D坐标的精度低。或者，如果到达对象表面上的点的光功率针对曝光为高，则由相机接收的光会在相机的线性区域的外部，例如，溢出对应像素井。这也会引起测量的3D坐标的误差。 [0129] 在将由投影仪发射的光功率与被测表面相匹配中的问题可以以数种方式引起。在第一情况下，被测对象表面可以包括数种不同的材料或颜色，所述数种不同的材料或颜色中的一些材料或颜色具有高反射率而其他具有低反射率。在第二情况中，对象表面可以在一些位置急剧倾斜而可以在其他位置具有小的入射角，从而导致反射(散射)光的量不同。表面的一些部分可以邻接于边缘，例如，孔的侧或者与直的边缘邻接的侧。这些区域通常反射相对较少的光。 [0130] 存在消除或减小由不合适的照度引起的误差的两种主要的相对简单的方式。在方法5000中，要采取的步骤由处理器自动地确定而无需操作员或观察员的帮助。在第一方法中，被测表面的区域被投影仪照射多次，并且获得针对每次照射的相机图像。基于所捕获的图像中的一个或更多个图像来确定对象表面上的每个点的3D坐标。对于给定点，扔掉光水平太低或太高的图像。对于是保持还是扔掉特定图像的决定基于从光敏阵列的相应像素获得的电读数。在一些情况下，处理器可以选择使用不止一个图像来获得对于对象表面上的给定点的3D坐标。 [0131] 在消除或减小由不合适的照度引起的误差的第二方法中，将光单次投影至对象但是光功率水平在投影的光的区域上变化。在一些情况下，例如投影编码的、单次投射图案的情况下，该方法会相对易于实现。类似地，该方法会相对易于用光的条纹或扫描的点状光来实现。该方法可能难以用连续的方法(例如在连续的照射之间投影具有相移的空间调制光)来实现。然而，即使在这些情况下，通常也存在改变照度水平以改善精度的一些可能性。处理器评估该可能性以确定期望的照度水平、期望的曝光次数以及期望的曝光时间。 [0132] 改变由投影仪发射的光的图案在克服3D坐标的采集中的数个可能误差源方面会是有用的。在第一情况下，确定特征的精度为相对高的精度会是重要的。在这种情况下，处理器可以决定从提供相对低精度的编码的、单次照射图案的第一投射图案切换至以较高精度在逐点的基础上计算的多次照射的连续的图案(例如相移图案)。类似地在大多数情况下，使用连续光图案而不是编码的、单次照射的光图案会提供较高的分辨率，这是因为连续的光图案是在逐点的基础上评估的而编码的光图案的分辨率取决于编码的图案的各个元素的尺寸。 [0133] 在第二情况下，对象的形状的失真可以指示出多路干涉是个问题。该诊断可以由处理器通过进行如上文所描述的光线追踪过程来确认。在这种情况下，扫描仪可以从在区域上投影的结构光图案切换至线状光图案。在这种情况下，在期望的方向上投影线状光以使多路干涉的影响减小或最小化也会是有优势的。在这种情况下，处理器引导组件恰当地改变其姿态以在其期望的方向上投影线。在另一实施方式中，投影扫描的点状光或扫描的光点，这降低了多路干涉的可能性。 [0134] 大多数情况下，使用机械(接触式)探针测量特征是在光学扫描方法未提供期望的结果时可以使用的方法。在许多实施方式中，这样的探针的使用包括在处理器的引导下的操作员的帮助。机械探针具有测量孔、边缘或难以用扫描仪观看的其他区域的能力。该方法使能够对具有低反射率的区域以及对多路干涉敏感的区域进行测量。 [0135] 在上文参照图8A、图8B讨论的实施方式中，扫描仪内的投影仪照射要用机械探针测量的区域，所述区域由处理器确定。然后，操作员将探针末端166与对象表面保持接触。可以使用可以是在组件内的投影仪的光源或者(不需要投影图案的)分离的光源来照射机械探针上的反射目标。在另一实施方式中，机械探针可以包含光点(例如LED)以提供照射。 可以使用组件上的两个相机(立体视觉)来确定3D光点，或者可以使用单个相机以及基于受照点的相对分离程度而确定的距离来确定3D光点。 [0136] 在步骤5050中，组件内的投影仪以下述方式发射可能不同于第一光图案的第二光图案：可能使用处于不同姿态的组件、可能使用不同的照度、或者可能通过捕获在机械(接触式)探针上的已知光点处的光。 [0137] 在另一实施方式中，除第一相机以外，组件还设置有第二相机。在该实施方式中，第一投影仪和第一相机的组合具有与第一投影仪和第二相机的组合不同的视场(并且基线距离不同)。在这种情况下，图13的步骤5050被修改以提供一个另外的可能动作，即改变照射视场。由扫描仪测量的对象的表面区域是通过投影的光图案与相机的角视场的交叠确定的。通常随着移动相机和投影仪越靠近，相对较小的区域受照并且被相机观看，因此减小了照射视场。通过选择两个相机，这两个相机分别具有近似相同数量的像素，但是一个相机与另一个相机相比具有较小的照射视场，具有较小的照射视场的相机可能具有较高的分辨率和精度并且此外遇到多路干涉的可能性较小。 [0138] 在另一实施方式中，除第一相机和第一投影仪以外，组件还设置有第二投影仪和第二相机。这样的布置具有与包含两个相机和单个投影仪的实施方式相似的优势，因此此处不再重复这些优势。 [0139] 本发明的实施方式的技术效果和益处包括检测并且校正由光学坐标测量设备进行的测量中的误差。 [0140] 通过参照根据本发明的实施方式的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的各方面。应理解，可以通过计算机程序指令来实现流程图和/或框图中的每个块以及流程图和/或框图中的每个块的组合。 [0141] 可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机的处理器、专用计算机的处理器或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机构，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令来创建用于实现流程图和/或框图中的一个或更多个块中所指定的功能/动作的装置。这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以以特定的方式引导计算机、可编程数据处理装置或其他设备起作用，以使得其上存储有指令的在计算机可读介质包括制品，该制品包括实现流程图和/或框图中的一个或更多个块中所指定的功能/动作方面的指令。 [0142] 还可以将计算机程序指令加载至计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上以使得待在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的一系列的操作步骤产生计算机实现的处理，以使得在计算机、其他可编程设备或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或更多个块中所指定的功能/动作。 [0143] 附图中的流程图和框图示出了根据本发明各实施方式的系统、方法以及计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个块可以表示模块、段或部分代码，所述模块、段或部分代码包括用于实现一个或更多个特定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令。在一些可替代的实施方式中，块中提到的功能可以不以图中提到的顺序出现。例如，实际上，可以基本上同时执行连续显示的两个块，或者有时可以以相反的顺序执行这些块，这取决于所涉及的功能。还应注意，可以通过执行特定功能或动作的基于硬件的专用系统实现或专用硬件和计算机指令的组合来实现框图和/或流程图中的每个块以及框图和/或流程图中的块的组合。 [0144] 虽然仅结合有限数量的实施方式详细描述了本发明，但是应当容易理解本发明不局限于这些公开的实施方式。相反地，可以修改本发明以结合此前未描述过的任何数量的变型、变化、替代或等效布置，但这要与本发明的精神和范围相匹配。此外，虽然描述了本发明的多种实施方式，但应当理解本发明的各方面可以仅包括所描述的实施方式中的一些实施方式。因此，本发明不被视为受前述描述所限制，而仅受所附权利要求的范围所限制。 |
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