一种适用于强反光环境的多维测量方法技术

为解决现有技术存在的问题，本发明专利技术提供了一种适用于强反光环境的多维测量方法，包括：S1.通过快速测距装置得到虚拟背景测量空间。S2.在虚拟背景测量空间中选定虚拟测量面，形成矫正参数。S3.通过快速测距装置得到待测量目标的虚拟测量形态，并以待测量目标的造影结构图对虚拟测量形态进行补全，并分析是否有强反光区域。S4.得到待测量目标的在虚拟背景测量空间中，位于虚拟测量面上的虚拟形态，并结合强反光区域修正分析，对虚拟形态进行修正。S5.根据的虚拟形态输出需要的待测量目标的测量数据。本发明专利技术实现在暗光环境中的准确测量，测量精度误差为0.04

【技术实现步骤摘要】
一种适用于强反光环境的多维测量方法


[0001]本专利技术涉及智能测量领域，具体为一种适用于强反光环境的多维测量方法。

技术介绍

[0002]测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述。传统的测量是采用测量装置对测量目标进行物理性的测量，测量效率较低。近年来由于计算机计算能力和虚拟模型分析技术的不断进步，基于摄像头获取的影像数据对测量目标进行智能测量成为运用更多的测量方法。但是现有智能测量在单一摄像装置下只能进行距离和二维面积测量，当需要输出物体形态数据或三维数据时，都需要至少3台摄像装置从不同角度对测量目标进行测量，经过虚拟建模后才能形成需要的物体形态数据或三维数据。尤其是现有技术在获取物体形态数据时，往往需要借助3D点云技术和3D建模技术，这两个技术的采点量和计算量均非常庞大，一般需要高性能计算机才能完成，装置复杂且成本较高的同时，由于计算时间较长，难以实现在即时测量领域的运用。
[0003]现有光学智能测量技术，测量过程主要依靠光的不同反馈和变化形成测量数据，如3D扫描技术和结构光测量技术。现有3D扫描技术不仅对分析设备的要求高，一般还需要至少3台3D扫描仪对测量目标进行多角度拍摄以获取足够的点云数据，从而构建3D数模。由于构建3D数模的过程较为复杂且需要处理的点云数据量异常庞大，因此3D扫描技术相比结构光测量技术，在测量精度、速度上存在明显劣势。而现有的结构光测量技术主要存在：1.现有结构光技术需要进行的数据运算量很大，一般响应时间都在0.5
‑
1秒，且对测量装置的硬件设备，尤其是处理器及处理器散热功能的要求很高。如为外置的处理系统，则对数据传输的带宽要求较高。2.现有结构光对于测量色彩与结构光色差异较大的测量目标时，精度较高，但是在测量色彩与结构光色差异很小或一致的测量目标时，会出现显著的测量误差。3.现有结构光对测量目标与设备的角度和距离有比较严格的要求，因为现有结构光技术对于测量目标的被遮挡面缺乏有效识别和补充的技术。4.现有结构光测量技术一般要求测量目标是单一目标，否则当多目标的光条二维畸变图像出现交叉、重合等现象时，输出的目标三维轮廓就是多目标连接后的轮廓，必然导致输出的形态数据和测量数据存在巨大的误差。5.现有结构光测量技术要求测量面必须是光滑、颜色单一、无复杂结构的测量面，否则会极大干扰结构光测量的分析准确度和数据分析、输出的速度。6.当处于强光环境中，待测量目标本身又存在强反光区域，在结构光在强反光区域会受到严重干扰，从而构成出完全不符合待测量目标本体结构的三维轮廓，从而造成输出的测量数据存在严重错误。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种适用于强反光环境的多维测量方法，包括：
[0005]S1.通过具有点阵投射和/或扫描测距功能的快速测距装置对待测量目标所在承载面进行矩阵式测量，根据转换模型A将待测量目标所在承载面转换形成虚拟背景测量空
间。通过投影装置在待测量目标所在承载面上投影，并形成背景投影图。摄影装置拍摄待测量目标所在承载面，并形成背景摄影图。至少2组偏振摄像装置分别从不同角度朝向待测量目标所在承载面。
[0006]S2.在虚拟背景测量空间中选定虚拟测量面，形成待测量目标所在承载面各点阵相对虚拟测量面的矫正参数。
[0007]S3.待测量目标所在承载面上每出现一个待测量目标时，投影装置在待测量目标所在承载面上的投影会发生与待测量目标外形轮廓相一致的改变。当识别出现在待测量目标所在承载面上的物体为待测量目标时，投影装置获取投影的改变信息，从而形成待测量目标的造影结构图，同时控制快速测距装置和摄影装置启动。
[0008]快速测距装置依指令启动，并对待测量目标及待测量目标所在承载面进行矩阵式测量，根据S1所述转换模型和步骤S2所得矫正参数，将待测量目标及待测量目标所在承载面转换形成虚拟目标测量空间。
[0009]摄影装置依指令启动，拍摄当前待测量目标所在承载面并形成测量拍摄图。对比测量拍摄图和背景摄影图，获取待测量目标的实物图，并分析是否存在强反光区域。
[0010]S4.对比虚拟背景测量空间和虚拟目标测量空间，得到待测量目标的在虚拟背景测量空间中，位于虚拟测量面上的虚拟测量形态。根据造影结构图对虚拟测量形态进行补全后，得到待测量目标位于虚拟测量面上的虚拟形态。
[0011]如步骤S3所述分析是否存在强反光区域的分析结果为存在强反光区域，则启动强反光区域修正分析，对虚拟形态进行修正，得到修正虚拟形态。
[0012]所述虚拟形态/修正虚拟形态由矩阵排列的待测量目标的虚拟测量点构建而成。所述虚拟测量点包含点位数据信息，所述点位数据信息中至少包括该虚拟测量点相对虚拟测量面预设标定点的三维距离数据。
[0013]S5.根据需要，以虚拟形态数据为基础，输出待测量目标的测量数据。
[0014]进一步的，步骤S1所述根据转换模型形成各点阵的转换参数，将待测量目标所在承载面转换形成虚拟背景测量空间的方法为：首先，快速测距装置对待测量目标所在承载面进行矩阵式测量，获得当前测量矩阵点相对快速测距装置的距离L
‑
n，n为当前测量矩阵点的矩阵点编号。然后记录矩阵点n相对快速测距装置的角度J
‑
n和对应的L
‑
n。之后通过虚拟角度赋予的方式，根据函数计算，获得矩阵点n垂直上方预设范围和/或垂直下方预设范围内虚拟矩阵点n
‑
N的角度J
‑
(n
‑
N)和对应的L
‑
(n
‑
N)。最后将全部矩阵点n的J
‑
n、L
‑
n、J
‑
(n
‑
N)、L
‑
(n
‑
N)整合，形成基于待测量目标所在承载面的虚拟背景测量空间，该虚拟背景测量空间为矩阵点n和虚拟矩阵点n
‑
N共同构成的立体空间。
[0015]进一步的，步骤S1所述矫正参数为：首先计算矩阵点n与所选定的测量参考面上的矩阵点n或虚拟矩阵点n
‑
N的距离差LC
‑
n。然后通过函数计算式，将L
‑
n和LC
‑
n形成计算转换关系，该计算转换关系即为矫正参数。
[0016]进一步的，步骤S3所述根据S1所述转换模型和步骤S2所得矫正参数，将待测量目标及待测量目标所在承载面转换形成虚拟目标测量空间的方法为：首先，快速测距装置对待测量目标所在承载面进行矩阵式测量，获得当前测量矩阵点相对快速测距装置的距离L
‑
cn，cn为具有测量目标时当前测量矩阵点的矩阵点编号。然后根据L
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cn对应的测量矩阵点cn所占据虚拟矩阵点n
‑
N的位置，采用虚拟矩阵点n
‑
N对应的矩阵点n的矫正参数矫正后得
到该测量点的虚拟测量矩阵点。最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于强反光环境的多维测量方法，其特征在于，包括：S1.通过具有点阵投射和/或扫描测距功能的快速测距装置(2)对待测量目标所在承载面(1)进行矩阵式测量，根据转换模型A将待测量目标所在承载面(1)转换形成虚拟背景测量空间(5)；通过投影装置(3)在待测量目标所在承载面(1)上投影，并形成背景投影图；摄影装置(4)拍摄待测量目标所在承载面(1)，并形成背景摄影图；至少2组偏振摄像装置(8)分别从不同角度朝向待测量目标所在承载面(1)；S2.在虚拟背景测量空间(5)中选定虚拟测量面，形成待测量目标所在承载面各点阵相对虚拟测量面的矫正参数；S3.待测量目标所在承载面(1)上每出现一个待测量目标(6)时，投影装置(3)在待测量目标所在承载面(1)上的投影会发生与待测量目标(6)外形轮廓相一致的改变；当识别出现在待测量目标所在承载面(1)上的物体为待测量目标(6)时，投影装置(3)获取投影的改变信息，从而形成待测量目标(6)的造影结构图，同时控制快速测距装置(2)和摄影装置(4)启动；快速测距装置(2)依指令启动，并对待测量目标(6)及待测量目标所在承载面(1)进行矩阵式测量，根据S1所述转换模型和步骤S2所得矫正参数，将待测量目标(6)及待测量目标所在承载面(1)转换形成虚拟目标测量空间；摄影装置(4)依指令启动，拍摄当前待测量目标所在承载面(1)并形成测量拍摄图；对比测量拍摄图和背景摄影图，获取待测量目标(6)的实物图，并分析是否存在强反光区域；S4.对比虚拟背景测量空间(5)和虚拟目标测量空间，得到待测量目标(6)的在虚拟背景测量空间(5)中，位于虚拟测量面上的虚拟测量形态；根据造影结构图对虚拟测量形态进行补全后，得到待测量目标(6)位于虚拟测量面上的虚拟形态；如步骤S3所述分析是否存在强反光区域的分析结果为存在强反光区域，则启动强反光区域修正分析，对虚拟形态进行修正，得到修正虚拟形态；所述虚拟形态/修正虚拟形态由矩阵排列的待测量目标(6)的虚拟测量点构建而成；所述虚拟测量点包含点位数据信息，所述点位数据信息中至少包括该虚拟测量点相对虚拟测量面预设标定点的三维距离数据；S5.根据需要，以虚拟形态数据为基础，输出待测量目标的测量数据。2.根据权利要求1所述适用于强反光环境的多维测量方法，其特征在于，步骤S1所述根据转换模型形成各点阵的转换参数，将待测量目标所在承载面(1)转换形成虚拟背景测量空间的方法为：首先，快速测距装置(2)对待测量目标所在承载面(1)进行矩阵式测量，获得当前测量矩阵点相对快速测距装置(2)的距离L
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n，n为当前测量矩阵点的矩阵点编号；然后记录矩阵点n相对快速测距装置(2)的角度J
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n和对应的L
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n；之后通过虚拟角度赋予的方式，根据函数计算，获得矩阵点n垂直上方预设范围和/或垂直下方预设范围内虚拟矩阵点n
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N的角度J
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N)和对应的L
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N)；最后将全部矩阵点n的J
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n、L
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n、J
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N)、L
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N)整合，形成基于待测量目标所在承载面的虚拟背景测量空间，该虚拟背景测量空间为矩阵点n和虚拟矩阵点n
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N共同构成的立体空间。3.根据权利要求2所述适用于强反光环境的多维测量方法，其特征在于，步骤S1所述矫正参数为：首先计算矩阵点n与所选定的测量参考面上的矩阵点n或虚拟矩阵点n
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N的距离差LC
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n；然后通过函数计算式，将L
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n和LC
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n形成计算转换关系，该计算转换关系即为矫正
参数。4.根据权利要求3所述适用于强反光环境的多维测量方法，其特征在于，步骤S3所述根据S1所述转换模型和步骤S2所得矫正参数，将待测量目标(6)及待测量目标所在承载面(1)转换形成虚拟目标测量空间的方法为：首先，快速测距装置(2)对待测量目标所在承载面(1)进行矩阵式测量，获得当前测量矩阵点相对快速测距装置(2)的距离L...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宣余，朱梦玺，李军超，
申请(专利权)人：云南特可科技有限公司，
类型：发明
国别省市：