[發明專利]一種三維圖像重建體的精確測量方法

無效

• 申請號: 201210285608.4
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN103593835A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 袁樺;張玉
• 申請（專利權）人: 上海威塔數字科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種三維圖像重建體的測量方法，特別是涉及一種能夠精確測量三維重建體各空間數據指標的測量方法。

背景技術

三維測量的關鍵技術按照操作步驟包括兩方面內容：1、三維空間中點的選取，一般使用鼠標作為交互工具；2、度量計算：直線長度、角度和面積的計算，其中面積計算較為復雜，涉及不規則曲面的面積計算，目前未見有相關研究。現有的三維測量方法主要是基于深度緩沖器在三維重建體上完成的。首先利用鼠標拾取屏幕坐標，然后通過深度緩沖器獲得空間所在點的世界坐標，最后完成相應的測量計算。由于是通過深度緩沖器得到三維空間的點坐標，所以這種方法只能完成距離視平面最近的空間點定位。對用戶而言，雖然是三維測量，但由于無法進行距離視平面較遠的空間點定位，導致測量結果與預期的測量目標相差太遠，這種測量結果往往會對用戶產生誤導。所以說，現有的基于深度緩沖器的三維測量實現的僅僅是概念上的三維測量，并不是實用的三維測量，更不是實用的三維精確測量。

發明內容

本發明提供了一種三維圖像重建體的精確測量方法，其目的是能夠讓用戶對所需測量的空間結構的各數據指標做出精確的測量，能夠有效而準確的指導用戶進行實際操作。

本發明的目的是通過下列技術方案實現的：一種三維圖像重建體的精確測量方法，包括以下步驟：

I、采用三維重建技術生成虛擬三維重建體：

采用光線追蹤算法進行三維重建，該三維重建體的局部坐標系原點與世界坐標系的原點皆為三維重建體的中心，此原點固定；

II、計算機根據該三維重建體生成一個切割平面：

切割平面是一個用于對三維重建體進行實時切割的動態平面，它將覆蓋整個三維重建體區域，切割平面的初始位置在三維重建體到視點的方向上，且位于三維重建體外部邊緣上，該切割平面為透明的平面，它會將位于平面外即靠近視點方向的三維重建體的部分切割掉；

III、用戶選擇針對三維重建體或者針對切割平面的操作：

對三維重建體和切割平面可分別用鍵盤和鼠標實現對它們的操作；

IV、選取切割平面：用戶在計算機屏幕上單擊鼠標右鍵，對應于選取切割平面的行為，即鼠標右鍵選取切割平面，在按住鼠標右鍵的情況下上下移動鼠標，引發切割平面的原點沿著全局固定坐標系的Z軸負方向或者正方向移動；

V、三維重建體的旋轉：用戶通過鍵盤控制三維重建體的旋轉操作，鍵盤的上、下、左、右四個方向鍵分別對應著三維重建體繞X軸正向旋轉、繞X軸逆向旋轉、繞Y軸正向旋轉以及繞Y軸逆向旋轉；

VI、引入切割緩沖器：由切割平面對三維重建體進行切割后，系統重繪切割后的三維重建體，并在系統中引入切割緩沖器；繪制過程中，隨著物體描述轉換為投影坐標，三維重建體上的每個點（X,Y，Z)均對應于觀察平面上的投影點(X，y),在系統中引入一個切割緩沖器，切割緩沖器中的每個單元對應存放位于切割平面上的三維重建體的點信息，主要是空間點的X、Y、Z坐標值；

VII、取點：在屏幕上單擊鼠標左鍵，對應于取全局固定坐標系中三維坐標點的操作，此時，取出切割緩沖器中對應該屏幕點的單元值，得到需要的三維點坐標值；

VI、根據測量需要，用戶通過鍵盤、鼠標操作實現三維重建體的旋轉操作以及切割平面的移動操作后，重復步驟W，直到己經取得足夠數量的測量點；

IX、取得測量點后，通過計算完成相應的測量。

附圖說明

圖1為本發明的世界坐標系與切割平面示意圖；

圖2為本發明的切割平面的移動示意圖；

圖3為本發明的基于切割平面的三維重建體切割示意圖；

圖4為本發明的旋轉三維重建體而改變切割區域的示意圖；

圖5為本發明的三維重建體繪制步驟示意框圖；

圖6為本發明的切割緩沖器示意圖；

圖7為本發明的總體工作過程示意框圖。

具體實施方式

本發明的一種三維圖像重建體的精確測量方法，包括以下步驟：

1、首先，采用三維重建技術生成虛擬三維重建體：