基于真彩色结构光和全局激光扫描的混合建模系统技术方案

本发明专利技术涉及数字建模技术领域，具体涉及一种基于真彩色结构光和全局激光扫描的混合建模系统，包括：结构光采集模块，针对待建模物体采集结构光数据；激光采集模块，针对待建模物体采集激光数据；分组模块，对待建模物体进行分组，得到多个分组区间，并将结构光数据和激光数据分配至分组区间；建模模块，依照结构光数据和激光数据分别生成多个中间模型；合并模块，对所有的中间模型进行合并得到建模结果。有益效果在于：通过采用真彩色结构光与全局激光扫描相结合的方式，实现了对文物较为准确的采集过程；以及，针对大型文物在处理过程中通过分组处理并合并，来实现较为准确的建模过程，减小了建模误差，实现了更好的建模效果。实现了更好的建模效果。实现了更好的建模效果。

【技术实现步骤摘要】
基于真彩色结构光和全局激光扫描的混合建模系统


[0001]本专利技术涉及数字建模
，具体涉及一种基于真彩色结构光和全局激光扫描的混合建模系统。

技术介绍

[0002]结构光是辅助进行三维稠密重建的一种技术，通过向被测空间投射特定纹理来简化匹配像素搜索的问题。由于真彩色结构光系统颜色还原度极高，细节纹理细腻，分辨率高，因此被广泛用于文物建模保存的工作中。全局激光扫描是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。
[0003]现有技术中，已存在基于彩色结构光设备和激光扫描设备对文物进行建模的技术方案。比如，中国专利CN201010160681.X公开了一种文物旋转结构光三维数字化建模方法，该方法采用线激光器和双目立体视觉系统分别对文物表面进行采集，并计算其三维坐标点集数据，进而构建文物的三维数字化模型。
[0004]但是，在实际实施过程中，专利技术人发现，上述方案由于是通过对结构光系统和激光扫描系统进行拼接来实现建模过程，这导致了在拼接过程中，必然会存在一定的拼接误差。随着文物建模的体积扩大，累计误差也随之扩大，导致了建模不理想的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种基于真彩色结构光和全局激光扫描的混合建模系统。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]一种基于真彩色结构光和全局激光扫描的混合建模系统，包括：
[0008]结构光采集模块，所述结构光采集模块针对待建模物体采集结构光数据；
[0009]激光采集模块，所述激光采集模块针对所述待建模物体采集激光数据；
[0010]分组模块，所述分组模块对所述待建模物体进行分组，得到多个分组区间，并将所述结构光数据和所述激光数据分配至所述分组区间；
[0011]建模模块，所述建模模块依照所述结构光数据和所述激光数据生成所述分组区间中的中间模型；
[0012]合并模块，所述合并模块连接所述建模模块，所述合并模块对所有的所述中间模型进行合并得到建模结果。
[0013]另一方面，所述混合建模系统还包括：
[0014]配准模块，所述配准模块分别连接所述结构光采集模块和所述激光采集模块，所述配准模块接收所述结构光数据和所述激光数据；
[0015]所述配准模块将所述结构光数据映射至目标坐标系，以及，将所述激光数据映射至所述目标坐标系；
[0016]所述分组模块连接所述配准模块，以接收映射后的所述结构光数据和所述激光数据；
[0017]所述建模模块于所述目标坐标系中生成所述中间模型。
[0018]另一方面，所述结构光采集模块连接结构光拍摄装置，所述结构光采集模块包括：
[0019]拍摄模块，所述拍摄模块控制所述结构光拍摄装置对所述待建模物体进行拍摄得到结构光图像；
[0020]拍摄控制模块，所述拍摄控制模块连接所述拍摄模块，所述拍摄控制模块获取所述结构光图像，并根据所述结构光图像向所述拍摄模块传入拍摄参数；
[0021]所述拍摄参数用于控制所述拍摄模块在采集下一张所述结构光图像时，与上一张所述结构光图像保持第一数量的重复范围；
[0022]输出模块，所述输出模块连接所述拍摄模块，所述输出模块根据所有的所述结构光图像生成所述结构光数据。
[0023]另一方面，于所述结构光拍摄装置拍摄所述结构光图像之前，还预先在所述待建模物体旁设置标定物；
[0024]所述结构光采集模块还包括：
[0025]标定模块，所述标定模块控制所述结构光拍摄装置对所述标定物采集标定图像；
[0026]所述标定模块根据所述标定图像生成标定参数；
[0027]所述拍摄模块根据所述标定参数生成所述结构光图像。
[0028]另一方面，于所述结构光拍摄装置拍摄所述结构光图像时，还预先在所述待建模物体旁设置标准色卡；
[0029]所述结构光采集模块还包括：
[0030]色彩管理模块，所述色彩管理模块连接所述输出模块，所述色彩管理模块对所述结构光图像进行识别以得到所述结构光图像中的色卡区域；
[0031]所述色彩管理模块根据所述色卡区域生成色彩补偿参数；
[0032]所述输出模块根据所述色彩补偿参数对所述结构光图像的颜色进行调整。
[0033]另一方面，所述分组模块包括：
[0034]待建模物体分区模块，所述待建模物体分区模块根据所述激光数据对所述待建模物体进行分区，得到多个所述分组区间；
[0035]划分模块，所述划分模块连接所述待建模物体分区模块，所述划分模块将所述激光数据和所述结构光数据分别划分至每个分组区间中；
[0036]冗余数据剔除模块，所述冗余数据剔除模块连接所述划分模块，所述冗余数据剔除模块根据所有的所述分组区间对所述结构光数据和所述激光数据的冗余部分进行剔除。
[0037]另一方面，所述分组模块还包括：
[0038]密度调整模块，所述密度调整模块连接所述划分模块，所述密度调整模块分别对所述结构光数据提取第一点云数据、对所述激光数据提取第二点云数据；
[0039]所述密度调整模块根据所述第一点云数据和所述第二点云数据确定目标点云密度；
[0040]所述密度调整模块根据所述目标点云密度分别对所述结构光数据和所述激光数据的点云密度进行调整。
[0041]另一方面，所述建模模块包括：
[0042]三角面构建模块，所述三角面构建模块于所述分组区间中，分别根据所述结构光数据和所述激光数据的位置信息建立多个三角面；
[0043]以及，所述三角面构建模块还根据所述结构光数据的色彩信息分别对每个所述三角面着色；
[0044]三角面合并模块，所述三角面合并模块连接所述三角面构建模块，所述三角面合并模块对所述三角面进行合并得到合并数据；
[0045]修复模块，所述修复模块连接所述三角面合并模块，所述修复模块对所述合并数据中的错误区域进行修复，以得到所述中间模型。
[0046]另一方面，所述建模模块还包括：
[0047]修补模块，所述修补模块连接所述修复模块，所述修补模块自所述中间模型识别并提取死角数据；
[0048]所述修补模块针对每一组死角数据，分别提取所述死角数据的邻接区域，并采用所述邻接区域生成所述死角数据的填充形状和填充纹理；
[0049]所述修补模块根据所述填充形状和所述填充纹理对所述中间模型中的所述死角数据进行替换。
[0050]一种混合建模方法，适用于上述的混合建模系统，包括：
[0051]步骤S1：分别对待建模物体采集结构光数据和激光数据；
[0052]步骤S2：对所述待建模物体进行分组得到多个分组区间，随后将所述结构光数据和所述激光数据分别分配至对应的分组区间中；
[0053]步骤S3：于每个所述分组区间中，依本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于真彩色结构光和全局激光扫描的混合建模系统，其特征在于，包括：结构光采集模块，所述结构光采集模块针对待建模物体采集结构光数据；激光采集模块，所述激光采集模块针对所述待建模物体采集激光数据；分组模块，所述分组模块对所述待建模物体进行分组，得到多个分组区间，并将所述结构光数据和所述激光数据分配至所述分组区间；建模模块，所述建模模块依照所述结构光数据和所述激光数据生成所述分组区间中的中间模型；合并模块，所述合并模块连接所述建模模块，所述合并模块对所有的所述中间模型进行合并得到建模结果。2.根据权利要求1所述的混合建模系统，其特征在于，所述混合建模系统还包括：配准模块，所述配准模块分别连接所述结构光采集模块和所述激光采集模块，所述配准模块接收所述结构光数据和所述激光数据；所述配准模块将所述结构光数据映射至目标坐标系，以及，将所述激光数据映射至所述目标坐标系；所述分组模块连接所述配准模块，以接收映射后的所述结构光数据和所述激光数据；所述建模模块于所述目标坐标系中生成所述中间模型。3.根据权利要求1所述的混合建模系统，其特征在于，所述结构光采集模块连接结构光拍摄装置，所述结构光采集模块包括：拍摄模块，所述拍摄模块控制所述结构光拍摄装置对所述待建模物体进行拍摄得到结构光图像；拍摄控制模块，所述拍摄控制模块连接所述拍摄模块，所述拍摄控制模块获取所述结构光图像，并根据所述结构光图像向所述拍摄模块传入拍摄参数；所述拍摄参数用于控制所述拍摄模块在采集下一张所述结构光图像时，与上一张所述结构光图像保持第一数量的重复范围；输出模块，所述输出模块连接所述拍摄模块，所述输出模块根据所有的所述结构光图像生成所述结构光数据。4.根据权利要求3所述的混合建模系统，其特征在于，于所述结构光拍摄装置拍摄所述结构光图像之前，还预先在所述待建模物体旁设置标定物；所述结构光采集模块还包括：标定模块，所述标定模块控制所述结构光拍摄装置对所述标定物采集标定图像；所述标定模块根据所述标定图像生成标定参数；所述拍摄模块根据所述标定参数生成所述结构光图像。5.根据权利要求3所述的混合建模系统，其特征在于，于所述结构光拍摄装置拍摄所述结构光图像时，还预先在所述待建模物体旁设置标准色卡；所述结构光采集模块还包括：色彩管理模块，所述色彩管理模块连接所述输出模块，所述色彩管理模块对所述结构光图像进行识别以得到所述结构光图像中的色卡区域；所述色彩管理模块根据所述色卡区域生成色彩补偿参数；所述输出模块根据所述色彩补偿参数对所述结构光图像的颜色进行调整。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健，俞天秀，丁小胜，杨喆，丁晓宏，余生吉，胡琢民，安慧莉，赵良，许丽鹏，师征宇，
申请(专利权)人：甘肃恒真数字文化科技有限公司上海颢汉数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：