[發(fā)明專利]文物旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)光三維數(shù)字化建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010160681.X
• 申請日: 2010-04-22
• 公開（公告）號: CN101853521A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡慶武;王少華;林紅輝
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢微目科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G01B11/00
• 代理公司: 武漢華旭知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 42214
• 代理人: 劉榮

1.一種文物旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)光三維數(shù)字化建模方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)、采用激光束的能量不超過2瓦強度的線激光掃描器在文物表面產(chǎn)生穩(wěn)定的線結(jié)構(gòu)光，計算掃描線結(jié)構(gòu)光斷面的三維坐標(biāo)；

(2)、采用雙目CCD立體視覺系統(tǒng)同步拍攝文物成像，獲得激光掃描器結(jié)構(gòu)光產(chǎn)生的具有線特征的文物立體像對，并得到立體像對的外方位姿態(tài)元素構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)矩陣；

(3)、對立體像對上線特征立體影像進行基于形態(tài)學(xué)膨脹和腐蝕運算的預(yù)處理，計算線特征方程生成線特征點集，采用攝影測量核線約束原理自動匹配，建立立體像對兩個線特征點集的對應(yīng)關(guān)系；

(4)、采用雙目立體像對攝影測量的原理確定的立體像對的內(nèi)方位元素和外方位元素，構(gòu)成線特征的各個點的三維坐標(biāo)，即文物線斷面三維坐標(biāo)；

(5)、旋轉(zhuǎn)文物，并重復(fù)執(zhí)行步驟(1)～(4)，計算每個旋轉(zhuǎn)角度的掃描線結(jié)構(gòu)光斷面的三維坐標(biāo)及文物線結(jié)構(gòu)光斷面三維坐標(biāo)；

(6)、將各個旋轉(zhuǎn)角度的文物表面三維坐標(biāo)點集數(shù)據(jù)，融合成文物表面全部三維坐標(biāo)點集，建立文物三維數(shù)字化模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的文物旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)光三維數(shù)字化建模方法，其特征在于，所述步驟(1)具體為：

(1-1)、將線激光掃描器安裝在固定的旋轉(zhuǎn)臺上，以固定旋轉(zhuǎn)臺0位為參考，精確測定線激光掃描器中心的位置參數(shù)X₀，Y₀，Z₀和平臺法線的姿態(tài)參數(shù)ω，κ，記錄；

(1-2)、啟動線掃描激光器，設(shè)置其為線掃描模式，對文物線斷面進行掃描，在文物表面形成結(jié)構(gòu)光，記錄每一個掃描激光點與平臺法線的夾角Δβ和線結(jié)構(gòu)光上每一個激光掃描點測量值D；

(1-3)、按照線掃描上每一個點間隔，結(jié)合線激光掃描器中心的位置姿態(tài)參數(shù)，采用式(1)計算文物線斷面的三維坐標(biāo)(X_L，Y_L，Z_L)：

式中，F(xiàn)_x、F_y、F_z分別表示沿x，y，z方向，按照姿態(tài)參數(shù)ω，κ和每一個掃描激光點與平臺法線的夾角Δβ及線結(jié)構(gòu)光上每一個激光掃描點測量值D計算的坐標(biāo)分量，其具體計算公式為：

FX=A1A2A3B1B2B3C1C2C3DcosΔβ]]>

Fy=A1A2A3B1B2B3C1C2C3DsinΔβ]]>

Fz＝0

(1-4)、保存采用線掃描激光器計算的文物線斷面三維坐標(biāo)。