System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种三维点云拼接方法、装置及设备制造方法及图纸_技高网

一种三维点云拼接方法、装置及设备制造方法及图纸

技术编号:40675258 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-18 19:13
本发明专利技术提供一种三维点云拼接方法、装置及设备,涉及图像处理技术领域,包括:获取多组标定板图像和标定板光栅图片;对所述标定板图像和标定板光栅图片进行扫描仪标定,得到结构光扫描设备坐标系;获取目标物体的三维点云;将所述目标物体的三维点云从所述结构光扫描设备坐标系转换到标定室内定位系统坐标系中,得到变换初值;对所述变换初值做配准融合,得到融合点云。本发明专利技术的方案提高了点云拼接的精度,增强了鲁棒性,并通过对三维点云做配准使点云拼接更完整,操作简单,效率高,误差小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理,还涉及一种三维点云拼接方法、装置及设备


技术介绍

1、三维光学扫描仪已经能够便捷地解决大部分表面纹理匮乏的物体的高精测量工作,但是其必须在待测物体表面粘贴大量分布均匀的标志反光点用于扫描中的帧拼接,而在每个待测物体表面粘贴标志点过程繁琐,花费大量的时间,加大了扫描测量的工作量。

2、双目三维重建对待建模物品有要求,物品表面必须具备明显视觉特征。通过多个点云标记点重合重建模型,需要人为在物品表面布置标记,在点云上定位标记点,加入了太多人为因素影响建模效果。


技术实现思路

1、本专利技术提供一种三维点云拼接方法、装置及设备,解决了现有的双目三维重建的待建模物品面必须具备明显视觉特征,通过多个点云标记点重合重建模型,需要人为在物品表面布置标记,在点云上定位标记点,加入了太多人为因素影响建模效果的问题。

2、为解决上述技术问题,本专利技术的技术方案如下:

3、本专利技术的实施例提供一种三维点云拼接方法,包括:

4、获取多组标定板图像和标定板光栅图片;

5、对所述标定板图像和标定板光栅图片进行扫描仪标定,得到结构光扫描设备坐标系;

6、获取目标物体的三维点云;

7、将所述目标物体的三维点云从所述结构光扫描设备坐标系转换到标定室内定位系统坐标系中,得到变换初值;

8、对所述变换初值做配准融合,得到融合点云。

9、可选的,所述获取目标物体的三维点云,包括:

10、对所述标定板光栅图片依据彩色光栅做颜色到数字的映射,获得颜色编码;

11、生成伪随机序列,对所述伪随机序列进行编码得到彩色投影正弦光栅;

12、对所述彩色投影正弦光栅进行傅里叶变换,得到周期条纹光栅主值;

13、分析所述周期条纹光栅主值,得到周期线;

14、通过所述颜色编码、所述光栅主值和所述周期线计算光栅周期;

15、通过所述光栅周期和所述周期条纹光栅主值计算相位;

16、通过所述相位和标定方程,获得目标物体的三维点云。

17、可选的,所述将所述目标物体的三维点云从所述结构光扫描设备坐标系转换到标定室内定位系统坐标系中,得到变换初值,包括:

18、设置参考点集合,通过所述参考点集合,获得旋转矩阵r和平移矩阵t;

19、通过所述旋转矩阵r和平移矩阵t将所述目标物体的三维点云从所述结构光扫描设备坐标系转换到所述标定室内定位系统坐标系中,得到变换初值。

20、可选的,所述设置参考点集合,通过所述参考点集合,获得旋转矩阵r和平移矩阵t,包括:

21、设置参考点集合,记录每个参考点在所述标定室内定位系统坐标系中和所述结构光扫描设备坐标系中的坐标;

22、计算每个参考点在所述标定室内定位系统坐标系和所述结构光扫描设备坐标系之间的差值;

23、通过所述差值,获得旋转矩阵r和平移矩阵t。

24、可选的,所述标定方程为:

25、

26、其中,θ为标定板光栅图片y方向上的绝对相位,a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7和a8为待标定的系统参量,(xc,yc,zc)为标定板角点坐标。

27、可选的,所述通过所述相位和标定方程,获得目标物体的三维点云,包括:

28、通过所述相位和标定方程,获得初始三维点云;

29、对所述初始三维点云进行去除噪声和边缘点处理,得到目标物体的三维点云。

30、可选的,所述对所述变换初值做配准融合,得到融合点云,包括:

31、对所述变换初值进行表面拟合,得到拟合平面;

32、根据所述变换初值计算距离,对所述距离进行权重分配,得到融合点云。

33、本专利技术的实施例还提供一种三维点云拼接装置,包括:

34、获取模块,获取多组标定板图像和标定板光栅图片;对所述标定板图像进行相机标定,得到结构光扫描设备坐标系;对所述标定板光栅图片进行投影仪标定,得到标定室内定位系统坐标系;

35、处理模块,将所述标定室内定位系统坐标系转换到所述结构光扫描设备坐标系中,获取三维点云;对所述三维点云做配准融合,得到融合点云。

36、本专利技术的实施例还提供一种计算设备,包括:处理器、存储有计算机程序的存储器,所述计算机程序被处理器运行时,执行如上所述的方法。

37、本专利技术的实施例还提供一种计算机可读取存储介质,存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如上所述的方法。

38、本专利技术的上述方案至少包括以下有益效果:

39、本专利技术的上述方案,一种三维点云拼接方法、装置及设备,包括:获取多组标定板图像和标定板光栅图片;对所述标定板图像和标定板光栅图片进行扫描仪标定,得到结构光扫描设备坐标系;获取目标物体的三维点云;将所述目标物体的三维点云从所述结构光扫描设备坐标系转换到标定室内定位系统坐标系中,得到变换初值;对所述变换初值做配准融合,得到融合点云。本专利技术的方案提高了点云拼接的精度,增强了鲁棒性,并通过对三维点云做配准使点云拼接更完整,操作简单,效率高,误差小。

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【技术保护点】

1.一种三维点云拼接方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的三维点云拼接方法,其特征在于,所述获取目标物体的三维点云,包括:

3.根据权利要求2所述的三维点云拼接方法,其特征在于,所述将所述目标物体的三维点云从所述结构光扫描设备坐标系转换到标定室内定位系统坐标系中,得到变换初值,包括:

4.根据权利要求3所述的三维点云拼接方法,其特征在于,所述设置参考点集合,通过所述参考点集合,获得旋转矩阵R和平移矩阵T,包括:

5.根据权利要求4所述的三维点云拼接方法,其特征在于,所述标定方程为:

6.根据权利要求5所述的三维点云拼接方法,其特征在于,所述通过所述相位和标定方程,获得目标物体的三维点云,包括:

7.根据权利要求1所述的三维点云拼接方法,其特征在于,所述对所述变换初值做配准融合,得到融合点云,包括:

8.一种三维点云拼接装置,其特征在于,包括:

9.一种计算设备,其特征在于,包括:处理器、存储有计算机程序的存储器,所述计算机程序被处理器运行时,执行如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读取存储介质,其特征在于,存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1至7任一项所述的方法。

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【技术特征摘要】

1.一种三维点云拼接方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的三维点云拼接方法,其特征在于,所述获取目标物体的三维点云,包括:

3.根据权利要求2所述的三维点云拼接方法,其特征在于,所述将所述目标物体的三维点云从所述结构光扫描设备坐标系转换到标定室内定位系统坐标系中,得到变换初值,包括:

4.根据权利要求3所述的三维点云拼接方法,其特征在于,所述设置参考点集合,通过所述参考点集合,获得旋转矩阵r和平移矩阵t,包括:

5.根据权利要求4所述的三维点云拼接方法,其特征在于,所述标定方程为:

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄建国杨承国侯学东张学明侯帅民贾文刚王法
申请(专利权)人:内蒙古电力勘测设计院有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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