多个激光扫描的配准制造技术

提供了一种确定扫描界之间的配准的方法，该方法可以包括基于第一扫描界的第一点数据来确定场景的第一视点。第一扫描界可以包括由第一激光扫描仪在第一位置处所取得的关于场景的信息。该方法还可以包括基于第二扫描界的第二点数据来确定场景的第二视点。第二扫描界可以包括由第二激光扫描仪在第二位置处所取得的关于场景的信息。该方法还可以包括基于第一视点来生成第一经矫正图像并且基于第二视点来生成第二经矫正图像。另外，该方法可以包括基于第一视点和第二视点来确定第一扫描界与第二扫描界之间的配准。

【技术实现步骤摘要】

本文所讨论的实施方式涉及多个激光扫描的配准(registration)。
技术介绍
激光扫描被用于探测许多不同的场景，例如建筑工地、历史建筑物、工业设施或任何其他适用的场景。激光扫描可以被用于获得场景的准确三维(3D)模型。在多个位置处对场景进行许多次多个扫描并且组合多个扫描以获得场景的完整3D模型。扫描的组合通常包括确定在扫描之一中场景的位置相对于在另一扫描中场景的相同位置的定位的相对定位，这可以被称为“扫描配准”。
技术实现思路
根据至少一个实施方式，一种确定扫描界(Scanworld)之间的配准的方法可以包括基于第一扫描界的第一点数据来确定场景的第一视点(viewpoint)。第一扫描界可以包括由第一激光扫描仪在第一位置处所取得的关于场景的信息，并且第一点数据可以表示场景的三维(3D)几何。该方法还可以包括基于第二扫描界的第二点数据来确定场景的第二视点。第二扫描界可以包括由第二激光扫描仪在第二位置处所取得的关于场景的信息，并且第二点数据可以表示场景的3D几何。该方法还可以包括基于第一视点来生成第一经矫正图像并且基于第二视点来生成第二经矫正图像。另外，该方法可以包括基于第一视点和第二视点来确定第一扫描界与第二扫描界之间的配准。实施方式的目的和优点将至少由在权利要求中特别指出的元素、特征和组合来实现和取得。应理解的是，前面的总体描述和下午的详细描述二者均为示例性和说明性的，而并非是对如所要求保护的本专利技术的限制。附图说明将通过使用附图来额外地具体并且详细地描述和说明示例性实施方式。图1示出了可以由一个或更多个扫描激光器扫描的示例性场景；图2示出了用于生成扫描界的图像特征和关联点的集合的示例性方法的流程图；图3示出了用于确定扫描界之间的配准的示例性方法的流程图；以及图4是示出被布置成确定扫描界之间的配准的示例性计算设备的框图。具体实施方式激光扫描仪通过利用激光扫描场景并且采集数千、数百万或者数十亿个与该场景相关联的三维位置信息的点来收集关于场景的数据。点和相关联信息可以被保存作为点数据，该点数据可以被收集作为“点云”。在一些实施方式中，这些点可以被密集地收集以使得关联的点数据可以被用于高效地重建由激光扫描仪扫描的场景的情景。许多激光扫描仪还包括被配置成获取场景的画面的一个或更多个摄像机，使得可以由激光扫描仪生成场景的一个或更多个图像。图像和关联的图像数据可以被组合在一起并且被映射到点数据中的点，以生成比只使用图像或点数据实现的情景重建的更完整的情景重建。由激光扫描仪在特定位置取得的点和关联的点数据和/或图像和关联的图像数据可以被称作“扫描界”。另外，扫描界中的点数据和图像数据可以称作扫描界数据集合。在本公开内容中，术语“扫描界”和“扫描界数据集合”有时可以被互换地使用。此外，术语“图像”和“图像数据”有时可以被互换地使用，以及术语“点”和“点数据”有时也可以被互换地使用。在一些实施方式中，激光扫描仪可以被配置成基于包含在由激光扫描仪的激光所测量的点云中的信息而不是由一个或更多个摄像机拍摄的图像来生成图像。例如，可以基于由激光所记录的且包含在点数据中的点的点强度或点颜色来生成图像。在多个位置对场景进行许多次多扫描以生成多个扫描界。如在下面进一步详细公开的，包含在多个扫描界中的图像和点数据可以被用于确定在扫描界之一中与场景的位置相关联的点相对于在另一扫描界中与相同位置相关联的对应点的定位的相对定位。使得来自一个扫描界的点和图像能够被映射到另一扫描界的点和图像的变换可以被称为“扫描配准”。用于与特定场景相关联的扫描界的扫描配准可以被用于通过组合来自不同扫描界的点和图像数据来生成特定场景的三维(3D)模型。在一些实施方式中，扫描配准可以被执行以确定扫描界之间的一个或更多个变换元组{S，R，T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定扫描界之间的配准的方法，所述方法包括：基于第一扫描界的第一点数据来确定场景的第一视点，所述第一扫描界包括由第一激光扫描仪在第一位置处所取得的关于所述场景的信息，所述第一点数据指示所述场景的三维几何；基于第二扫描界的第二点数据来确定所述场景的第二视点，所述第二扫描界包括由第二激光扫描仪在第二位置处所取得的关于所述场景的信息，所述第二点数据指示所述场景的所述三维几何；基于所述第一视点来生成第一经矫正图像；基于所述第二视点来生成第二经矫正图像；以及基于所述第一视点和所述第二视点来确定所述第一扫描界与所述第二扫描界之间的配准。

【技术特征摘要】
2013.10.22 US 14/060,4051.一种确定扫描界之间的配准的方法，所述方法包括：
基于第一扫描界的第一点数据来确定场景的第一视点，所述第一扫描
界包括由第一激光扫描仪在第一位置处所取得的关于所述场景的信息，所
述第一点数据指示所述场景的三维几何；
基于第二扫描界的第二点数据来确定所述场景的第二视点，所述第二
扫描界包括由第二激光扫描仪在第二位置处所取得的关于所述场景的信
息，所述第二点数据指示所述场景的所述三维几何；
基于所述第一视点来生成第一经矫正图像；
基于所述第二视点来生成第二经矫正图像；以及
基于所述第一视点和所述第二视点来确定所述第一扫描界与所述第
二扫描界之间的配准。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一激光扫描仪和所述
第二激光扫描仪为相同的激光扫描仪。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述第一点数据来确定突出方向；
基于所述场景的、与所述突出方向相关联的视角来确定所述第一视
点；以及
基于所述视角来生成所述第一经矫正图像。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于表面法线、消失点、
对称性和重力中的至少之一来确定所述突出方向。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括：
确定与所述突出方向基本上正交的正交图像平面；以及
基于所述正交图像平面和所述突出方向来确定所述视角。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述第一经矫正图像中提取一个或更多个第一描述符；
从所述第二经矫正图像中提取一个或更多个第二描述符；
将所述一个或更多个第一描述符与所述一个或更多个第二描述符进

\t行比较；以及
基于所述一个或更多个第一描述符与所述一个或更多个第二描述符
的所述比较来确定所述配准。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述第一经矫正图像
和所述第二经矫正图像来估计与所述第一扫描界和所述第二扫描界相关
联的变换元组，以确定所述第一扫描界与所述第二扫描界之间的配准。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：对内围层点特征成对可能
性实施性能度量，以细化所述变换元组。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括：基于针对与所述场景相关
联的、排除所述第一扫描界和所述第二扫描界中的至少之一的一对扫描界
所确定的另一变换元组来细化所述变换元组。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括：
在包含在所述第一扫描界中的第一点云与包含在所述第二扫描界中
的第二点云之间实施点云匹配；以及
基于所述点云匹配来细化所述变换元组。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述第一经矫正图像中提取第一点特征集合，所述第一点特征集合
包括所述第一经矫正图像中所包含的第一图像特征和指示所述第一图像
特征的三维几何的关联的第一点数据；
从所述第二经矫正图像中提取第二点特征集合，所述第二点特征集合
包括所述第二经矫正图像中所包含的第二图像特征和指示所述第二图像
特征的三维几何的关联的第二点数据；
基于包含在所述第一点特征集合中的所述关联的第一点数据且基于
包含在所述第二点特征集合中的所述关联的第二点数据，从所述第一点特
征集合和所述第二点特征集合来确定点特征成对可能性的集合；以及
基于所述点特征成对可能性的集合来确定所述第一扫描界与所述第
二扫描界之间的配准。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
从所述第一经矫正图像中提取所述第一图像特征；
将所述关联的第一点数据与所述第一图像特征进行匹配以生成所述

\t第一点特征集合；
从所述第二经矫正图像中提取所述第二图像特征；以及
将所述关联的第二点数据与所述第二图像特征进行匹配以生成所述
第二点特征集...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德·蔡斯尔，凯文·科泽，马克·波勒费斯，格雷戈里·C·瓦尔什，
申请(专利权)人：莱卡地球系统公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH