【技术实现步骤摘要】
本申请涉及图像数据处理领域，特别涉及一种3d图像拼接系统的3d图像拼接方法及系统。
技术介绍
1、随着3d视觉技术在工业、医疗、科学等领域的广泛应用，对于高精度图像拼接的需求日益增加。在现有的图像拼接方法中，特别是在产品制造等领域，通常采用在产品表面黏贴标定块的方式进行图像拼接。然而，这种方法存在一些困扰的技术问题。
2、然而由于产品表面的特征提取不稳定，常规方式在特征提取上容易产生误差，进而影响图像的准确拼接。其次，使用3d打印制作的标定块在不同位置会存在不同程度的收缩，与3d档的标定块匹配拼接时会引入误差。此外，相机精度、机器人精度以及标定误差等因素也对图像组合拼接的精度产生一定的影响。
技术实现思路
1、本申请提供了一种3d图像拼接系统的3d图像拼接方法及系统，能够解决传统图像处理中拼接方法存在的特征提取不稳定、3d打印标定块收缩引起误差以及图像拼接精度不足的技术问题。所述技术方案如下：
2、一方面，提供了一种3d图像拼接系统的3d图像拼接方法，所述系统包括控制终端和激光3d相机，所述方法适用于所述控制终端，所述3d图像拼接系统的3d图像拼接方法包括：
3、获取多面体标定块不同角度下的扫描图像，得到扫描图像集；
4、获取每张扫描图像上不同的特征平面；
5、在每张扫描图像中，根据目标位置选择三个相邻的特征平面并提取相交的特征直线，重复此步骤直至提取所述扫描图像集的所有特征直线；
6、根据所述目标位置选择两条
7、选择相邻二张且有重复特征平面的扫描图像并在两张扫描图像上分别选择最少p个相同位置的直线交点，组合成两条点列，其中p为大于2的正整数；
8、将组合出的两条点列进行位置匹配，得到图像拼接转换矩阵；
9、将第二张扫描图像通过所述图像拼接转换矩阵转换至第一张扫描图像的空间上进行组合拼接，直至完成所有扫描图像的拼接。
10、可选的，获取多面体标定块不同角度下的扫描图像，得到扫描图像集，包括：
11、操控所述机器人持所述多面体标定块到所述激光3d相机的扫描空间下；
12、操控所述激光3d相机依据预设角度要求对所述多面体标定块进行图像扫描得到所述扫描图像集，所述预设角度要求用于指示所述扫描图像集中的每张扫描图像存在的多面体标定块平面数大于m，且相邻两张扫描图像上有n个以上相同的多面体标定块平面，其中，m和n为大于2的正整数。
13、可选的，操控所述机器人持所述多面体标定块到所述激光3d相机的扫描空间下，包括：
14、操控所述机器人将所述多面体标定块装配于机器人执行器；
15、操控所述机器人移动到所述激光3d相机扫描区域内并覆盖整个扫描空间。
16、可选的，操控所述激光3d相机依据预设角度要求对所述多面体标定块进行图像扫描得到所述扫描图像集，包括：
17、针对预设角度要求设置所述机器人的运动轨迹；
18、通过所述激光3d相机获取不同角度下的初始扫描图像；
19、对每张初始扫描图像进行处理，将存在多面体标定块平面数大于m且相邻两张扫描图像上有n个以上相同的多面体标定块平面的初始扫描图像进行获取，得到所述扫描图像集。
20、可选的，所述在每张扫描图像中，所述控制终端根据目标位置选择三个相邻的特征平面并提取相交的特征直线，包括：
21、根据特定算法选择三个相邻的特征平面；
22、对选定的相邻平面使用线特征提取算法，提取到所述相交的特征直线。
23、可选的，根据所述目标位置选择两条相邻的特征直线并提取相交的直线交点，包括：
24、根据所述目标位置选择两条相邻的特征直线；
25、对选定的相邻特征直线使用点特征提取算法，提取所述相交的直线交点。
26、可选的，选择相邻二张且有重复特征平面的扫描图像并在两张扫描图像上分别选择最少p个相同位置的直线交点，组合成两条点列，包括：
27、利用图像匹配算法，在所述扫描图形集中选择相邻两张且有重复特征平面的扫描图像；
28、在选定的两张扫描图像上分别选择最少p个相同位置的直线交点；
29、将选定的直线交点组合成两条点列。
30、可选的，将第二张扫描图像通过所述图像拼接转换矩阵转换至第一张扫描图像的空间上进行组合拼接，包括：
31、利用图像配准算法，将所述两条点列进行位置匹配得到所述图像拼接转换矩阵；
32、利用所述图像拼接转换矩阵将所述第二张扫描图像在所述第一张扫描图像的空间上进行组合拼接。
33、另一方面，提供了一种3d图像拼接系统，所述系统包括如上述所述的控制终端、机器人和激光3d相机。
34、可选的，所述控制终端、所述机器人和所述激光3d相机之间进行有线或无线通信。
35、本申请实施例提供的3d图像拼接系统的3d图像拼接方法至少包括如下技术效果。
36、本申请实施例提供一种3d图像拼接系统的3d图像拼接方法，采用多面体标定块替代传统的标定块，以改善特征提取的不稳定性，多面体标定块能够识别整个平面特征，从而减小由于特征提取不稳定性引起的误差。与此同时，通过对多面体标定块的扫描图像进行多步骤的图像特征提取和拼接，克服不同位置收缩的问题，从而在3d视觉空间下实现更为精确的图像拼接。且本专利技术的提出填补了传统图像拼接方法的技术空白，为实现3d视觉空间下高精度图像拼接提供了一种创新的解决方案，在工业制造、医学影像等领域具有广泛的应用前景，有望为相关领域的高精度图像处理带来显著的技术进步。在本申请实施例中，通过引入多面体标定块以及使用多面体标定块的不同角度下的扫描图像，解决了传统方法中由于特征提取不稳定导致的图像拼接误差问题。多面体标定块的几何形状能够改善特征提取的不稳定性，提高图像拼接的准确度。
37、在其余实施例中，通过选择相邻两张扫描图像上有重复多面体标定块平面的条件，并在图像拼接过程中采用多面体标定块的特征点进行匹配，减少了由于标定误差、相机精度和机器人精度引起的拼接误差，提高了整体系统的稳定性。
38、在其余实施例中，采用多面体标定块，通过提取相邻平面的特征直线和直线交点，稳定了特征的提取过程，避免由于不同平面收缩量不同而引起的误差。
39、在其余实施例中，引入的多面体标定块、激光3d相机、机器人的协同作业，以及图像拼接转换矩阵的计算和应用，共同实现了在3d视觉空间下的高精度图像拼接。这对于对精度要求较高的应用场景，如工艺执行等，具有显著的实际意义。
40、在其余实施例中，通过合理的机器人移动和扫描图像采集策略，方案保证了多面体标定块在激光3d相机的扫描空间下全面覆盖，从而提升了整个系统的稳定性。同时，采用了预设角度要求，有效规避了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种3D图像拼接系统的3D图像拼接方法，其特征在于，所述系统包括控制终端和激光3D相机，所述方法适用于所述控制终端，所述3D图像拼接系统的3D图像拼接方法包括：
2.根据权利要求1所述的3D图像拼接系统的3D图像拼接方法，其特征在于，获取多面体标定块不同角度下的扫描图像，得到扫描图像集，包括：
3.根据权利要求2所述的3D图像拼接系统的3D图像拼接方法，其特征在于，操控所述机器人持所述多面体标定块到所述激光3D相机的扫描空间下，包括：
4.根据权利要求2所述的3D图像拼接系统的3D图像拼接方法，其特征在于，操控所述激光3D相机依据预设角度要求对所述多面体标定块进行图像扫描得到所述扫描图像集，包括：
5.根据权利要求1所述的3D图像拼接系统的3D图像拼接方法，其特征在于，所述在每张扫描图像中，根据目标位置选择三个相邻的特征平面并提取相交的特征直线，包括：
6.根据权利要求1所述的3D图像拼接系统的3D图像拼接方法，其特征在于，根据所述目标位置选择两条相邻的特征直线并提取相交的直线交点，包括：
7.根据权利要
8.根据权利要求1所述的3D图像拼接系统的3D图像拼接方法，其特征在于，将第二张扫描图像通过所述图像拼接转换矩阵转换至第一张扫描图像的空间上进行组合拼接，包括：
9.一种3D图像拼接系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1至8任一所述的控制终端、机器人和激光3D相机。
10.根据权利要求9所述的3D图像拼接系统，其特征在于，所述控制终端、所述机器人和所述激光3D相机之间进行有线或无线通信。
...【技术特征摘要】
1.一种3d图像拼接系统的3d图像拼接方法，其特征在于，所述系统包括控制终端和激光3d相机，所述方法适用于所述控制终端，所述3d图像拼接系统的3d图像拼接方法包括：
2.根据权利要求1所述的3d图像拼接系统的3d图像拼接方法，其特征在于，获取多面体标定块不同角度下的扫描图像，得到扫描图像集，包括：
3.根据权利要求2所述的3d图像拼接系统的3d图像拼接方法，其特征在于，操控所述机器人持所述多面体标定块到所述激光3d相机的扫描空间下，包括：
4.根据权利要求2所述的3d图像拼接系统的3d图像拼接方法，其特征在于，操控所述激光3d相机依据预设角度要求对所述多面体标定块进行图像扫描得到所述扫描图像集，包括：
5.根据权利要求1所述的3d图像拼接系统的3d图像拼接方法，其特征在于，所述在每张扫描图像中，根据目标位置选择三个相邻的特征平面并提取相交的特...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁耿彰，刘聪，姚绪松，席豪圣，卢绍粦，
申请(专利权)人：群滨智造科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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