專利名稱：一種光學(xué)測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的光學(xué)測(cè)量設(shè)備在獲取被測(cè)物體的整體數(shù)據(jù)過程中，主要采用兩種方法①在測(cè)量前需要將標(biāo)簽點(diǎn)貼在被測(cè)物體上。②在測(cè)量前不貼制標(biāo)簽點(diǎn)，但在測(cè)量過程中需要采用人工交互的方式拾取被測(cè)物體上的特征點(diǎn)?？梢钥闯?，現(xiàn)有的兩種測(cè)量方法均需要進(jìn)行人工干預(yù)，而且，標(biāo)簽點(diǎn)的位置貼放以及特征點(diǎn)的選取，都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種光學(xué)測(cè)量方法，充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)本身的幾何特性來獲得被測(cè)物體的整體數(shù)據(jù)，解決了現(xiàn)有的光學(xué)測(cè)量方法需要進(jìn)行人工干預(yù)，而且標(biāo)簽點(diǎn)的位置貼放以及特征點(diǎn)的選取都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案本發(fā)明公開了一種光學(xué)測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟1)首先根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)鄰域內(nèi)的點(diǎn)估算曲面在這一測(cè)點(diǎn)處的法矢，并對(duì)法矢方向進(jìn)行調(diào)整以使各測(cè)點(diǎn)處的法矢都指向曲面的同一側(cè)，然后計(jì)算各個(gè)測(cè)點(diǎn)的曲率；2)根據(jù)每個(gè)測(cè)點(diǎn)的曲率來識(shí)別出可匹配點(diǎn)對(duì)集合，計(jì)算將每一個(gè)點(diǎn)對(duì)的法矢方向映射為一致的三維空間變換，采用幾何哈希的方法找出使得最多數(shù)量的點(diǎn)對(duì)法矢一致的變換，運(yùn)用該變換將所測(cè)得的散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)作初次配準(zhǔn)；3)以初次配準(zhǔn)后兩模型的位置作為新的初始位置，用步驟2中統(tǒng)計(jì)出的匹配點(diǎn)對(duì)集合作為初始的匹配點(diǎn)對(duì)集合，用最近點(diǎn)迭代法實(shí)現(xiàn)散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)的精確配準(zhǔn)。
由于采用了以上的方案，使本發(fā)明具備的有益效果在于不需要人工貼制標(biāo)簽點(diǎn)，也不需要人為添加任何幾何和拓?fù)湫畔ⅲ瑑H利用測(cè)量數(shù)據(jù)本身的幾何特性來獲得被測(cè)物體的整體數(shù)據(jù)。


圖1是本發(fā)明的空間法矢的映射及其旋轉(zhuǎn)軸設(shè)定的示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的第一、第二個(gè)視角下兩組點(diǎn)云的初次配準(zhǔn)結(jié)果的示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的第一、第二個(gè)視角下兩組點(diǎn)云的二次配準(zhǔn)結(jié)果的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
一種光學(xué)測(cè)量方法，包括以下步驟1)首先根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)鄰域內(nèi)的點(diǎn)估算曲面在這一測(cè)點(diǎn)處的法矢，并對(duì)法矢方向進(jìn)行調(diào)整以使各測(cè)點(diǎn)處的法矢都指向曲面的同一側(cè)，然后計(jì)算各個(gè)測(cè)點(diǎn)的曲率；2)根據(jù)每個(gè)測(cè)點(diǎn)的曲率來識(shí)別出可匹配點(diǎn)對(duì)集合，計(jì)算將每一個(gè)點(diǎn)對(duì)的法矢方向映射為一致的三維空間變換，采用幾何哈希的方法找出使得最多數(shù)量的點(diǎn)對(duì)法矢一致的變換，運(yùn)用該變換將所測(cè)得的散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)作初次配準(zhǔn)；3)以初次配準(zhǔn)后兩模型的位置作為新的初始位置，用步驟2中統(tǒng)計(jì)出的匹配點(diǎn)對(duì)集合作為初始的匹配點(diǎn)對(duì)集合，用最近點(diǎn)迭代法實(shí)現(xiàn)散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)的精確配準(zhǔn)。
圖2為將在第一、第二個(gè)視角所測(cè)得的兩組點(diǎn)云進(jìn)行初次配準(zhǔn)的結(jié)果，以當(dāng)前的結(jié)果作為新的初始位置，對(duì)初次配準(zhǔn)所識(shí)別出的可匹配點(diǎn)對(duì)集合中的所有點(diǎn)對(duì)采用最近點(diǎn)迭代法進(jìn)行二次配準(zhǔn)，如圖3所示?？梢钥闯觯?jīng)過兩次的配準(zhǔn)運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩個(gè)不同視角掃描所得點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精確配準(zhǔn)，同時(shí)，將迭代得到的最近點(diǎn)對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。然后將所得的配準(zhǔn)結(jié)果作為一組新的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，與其它幾個(gè)視角測(cè)量得到的點(diǎn)云繼續(xù)上述的配準(zhǔn)過程。
點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下表所示

權(quán)利要求
1.一種光學(xué)測(cè)量方法，其特征在于包括以下步驟1)首先根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)鄰域內(nèi)的點(diǎn)估算曲面在這一測(cè)點(diǎn)處的法矢，并對(duì)法矢方向進(jìn)行調(diào)整以使各測(cè)點(diǎn)處的法矢都指向曲面的同一側(cè)，然后計(jì)算各個(gè)測(cè)點(diǎn)的曲率；2)根據(jù)每個(gè)測(cè)點(diǎn)的曲率來識(shí)別出可匹配點(diǎn)對(duì)集合，計(jì)算將每一個(gè)點(diǎn)對(duì)的法矢方向映射為一致的三維空間變換，采用幾何哈希的方法找出使得最多數(shù)量的點(diǎn)對(duì)法矢一致的變換，運(yùn)用該變換將所測(cè)得的散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)作初次配準(zhǔn)；3)以初次配準(zhǔn)后兩模型的位置作為新的初始位置，用步驟2中統(tǒng)計(jì)出的匹配點(diǎn)對(duì)集合作為初始的匹配點(diǎn)對(duì)集合，用最近點(diǎn)迭代法實(shí)現(xiàn)散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)的精確配準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)測(cè)量方法，先根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)鄰域內(nèi)的點(diǎn)估算曲面在這一測(cè)點(diǎn)處的法矢，并對(duì)法矢方向進(jìn)行調(diào)整以使各測(cè)點(diǎn)處的法矢都指向曲面的同一側(cè)，計(jì)算各個(gè)測(cè)點(diǎn)的曲率；根據(jù)每個(gè)測(cè)點(diǎn)的曲率來識(shí)別出可匹配點(diǎn)對(duì)集合，計(jì)算將每一個(gè)點(diǎn)對(duì)的法矢方向映射為一致的三維空間變換，采用幾何哈希的方法找出使得最多數(shù)量的點(diǎn)對(duì)法矢一致的變換，運(yùn)用該變換將所測(cè)得的散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)作初次配準(zhǔn)；以初次配準(zhǔn)后兩模型的位置作為新的初始位置，用統(tǒng)計(jì)出的匹配點(diǎn)對(duì)集合作為初始的匹配點(diǎn)對(duì)集合，用最近點(diǎn)迭代法實(shí)現(xiàn)散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)的精確配準(zhǔn)。本發(fā)明不需人工貼制標(biāo)簽點(diǎn)，也不需人為添加任何幾何和拓?fù)湫畔?，僅利用測(cè)量數(shù)據(jù)本身的幾何特性來獲得被測(cè)物體的整體數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01B11/24GK1952592SQ20061011833
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者朱延娟 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)