The invention discloses a method for repairing the holes of SFM point cloud based on the method comprises the following steps: (1) to obtain the point cloud data by using grating projection method and SFM method, and then use the point cloud information acquisition of two-dimensional phase grating projection method in the extraction of 3D point cloud hole boundary points (2;) point cloud data acquisition for SFM point cloud data sets and grating projection sets were registered; (3) adding point in the SFM data set to obtain point cloud hole extraction grating projection area; (4) based on the supplement, using radial basis function to achieve a hole repairing. The invention has robust algorithm, high precision of repair effect and can restore more details of the object.
【技术实现步骤摘要】
一种基于SFM的点云孔洞修补方法
:本专利技术涉及一种基于SFM的点云孔洞修补方法,属于点云后处理
技术介绍
:在三维测量的过程中,由于物体的形状复杂或者测量方式本身的缺陷,三维点云数据常常存在孔洞。光栅投影测量法具有速度快,自动化程度高等特点,但是由于测量时需要投射辅助光,所得点云数据会由于物体本身的遮挡和被测物体表面的反射率等原因而产生孔洞区域。孔洞的存在严重影响点云后续的操作。因此,孔洞的修补工作不可缺少。孔洞修补的难点在于:1.如何准确的提取孔洞边界;2.如何在孔洞区域获取更多的信息以使修补的点更加贴合原始形状。孔洞边界的提取是孔洞修补的第一个工作,它的准确性直接影响孔洞修补的结果。现有的点云孔洞边界点提取方法主要在三维的基础上进行,主要分为基于点云网格的提取方法和直接在点云上提取边界点的方法。前者计算复杂,易将采样不够均匀的点云的内部点也当做边界点;后者通常需要计算点和邻域点的关系,且易受噪声的影响。通过实际测量可以发现点云边界点在二维相位图中特征明显,而利用二维相位来提取孔洞边界免去了在三维方法中需要建立网格或者计算邻域信息,显著提高了边界点提取的效率。因此本文利用点云二维相位信息来提取提取孔洞边界。现有的孔洞修补算法大致分为两类:一类是直接利用点云孔洞周边的邻域信息,连续性或者曲率来进行孔洞修补,例如利用样条曲线,神经网络等方法进行插值,从而修补孔洞。该类算法简单易行,不需要任何地补充信息。但是对于曲率变化较大或者形状较为复杂的点云孔洞,由于信息缺失过多,修补效果并不理想。另一类主要通过获取附加信息再结合点云孔洞周边的结构进行修补。 ...
【技术保护点】
一种基于SFM的点云孔洞修补方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:点云孔洞边界获取:利用在光栅投影中获取的点云二维相位信息来提取点云孔洞边界。首先提取出点云的内外边界点;第二步去除点云的外边界点;步骤2:对两幅点云进行配准:首先利用基于共面四点集的RANSAC算法进行粗配准,然后利用改进的ICP算法进行精确配准;步骤3:提取补充点:在完成配准后,利用步骤1中得到的点云孔洞边界,提取出SFM法获取的点云Ps在光栅投影法获取的点云Pw中孔洞区域的补充点IP;步骤4:利用径向基函数填补点云孔洞区域:首先将孔洞边界点向二维平面投影获取点云边界特征多边形,然后利用边界特征多边形的特征进行插值,获得初始修补点集FP={fpi,i=1,2,3,...n},然后根据径向基函数调整初始修补点集从而获得最终修补点集。
【技术特征摘要】
1.一种基于SFM的点云孔洞修补方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:点云孔洞边界获取:利用在光栅投影中获取的点云二维相位信息来提取点云孔洞边界。首先提取出点云的内外边界点;第二步去除点云的外边界点;步骤2:对两幅点云进行配准:首先利用基于共面四点集的RANSAC算法进行粗配准,然后利用改进的ICP算法进行精确配准;步骤3:提取补充点:在完成配准后,利用步骤1中得到的点云孔洞边界,提取出SFM法获取的点云Ps在光栅投影法获取的点云Pw中孔洞区域的补充点IP;步骤4:利用径向基函数填补点云孔洞区域:首先将孔洞边界点向二维平面投影获取点云边界特征多边形,然后利用边界特征多边形的特征进行插值,获得初始修补点集FP={fpi,i=1,2,3,...n},然后根据径向基函数调整初始修补点集从而获得最终修补点集。2.根据权利要求1所述的基于SFM的点云孔洞修补方法,其特征在于步骤1中,利用二维相位信息来提取点云孔洞边界的步骤如下:步骤1.1:获取点云的二维边界点:二维相位图的大小为M*N,p[m][n]为相位图上的某一点,设点云的边界点的集合为B,则当p[m][n]满足公式时,p[m][n]∈B,其中是相位跳变的阈值;步骤1.2:提取点云的外部边界点:在二维相位图像上,外部轮廓点的特征为B中每一行的初始和最终非零点,设外部轮廓线上的点的集合为S,当p[m][n]满足公式时,p[m][n]∈S,其中m=1,2,...M,所以孔洞的边界点Hp={p[m][n]|p[m][n]∈B-S};步骤1.3:计算点云孔洞边界点的三维坐标:已知点云数据的坐标[XcYcZc]T与相位图上的对应点p[m][n]=θ有如下对应关系,
【专利技术属性】
技术研发人员:盖绍彦,达飞鹏,曾露露,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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