[發(fā)明專(zhuān)利]一種三維激光成像系統(tǒng)的點(diǎn)云模型真彩色處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310557041.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103679647A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏宗康;趙龍;夏剛;劉生炳;于蘭萍;魏子寅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00;G01B11/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三維激光成像系統(tǒng)，尤其涉及一種三維激光成像系統(tǒng)的點(diǎn)云模型真彩色處理方法，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

三維激光成像系統(tǒng)是指將激光掃描儀、全球定位系統(tǒng)、慣性測(cè)量系統(tǒng)等集成為一套設(shè)備，裝在載體上對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行掃描，得到地面目標(biāo)的三維信息，通過(guò)處理得到需要的三維空間圖像。由于獲取的反射回來(lái)的激光點(diǎn)數(shù)據(jù)呈星云狀密集分布，所以形象地稱(chēng)為激光點(diǎn)云（Point?Cloud），意思為無(wú)數(shù)的點(diǎn)以測(cè)量的規(guī)則在計(jì)算機(jī)里呈現(xiàn)物體的結(jié)果。三維激光成像系統(tǒng)通過(guò)給數(shù)字點(diǎn)云圖配真彩色，從而得到被掃描物體的真彩色三維模型。

通過(guò)三維激光成像系統(tǒng)獲得激光點(diǎn)云圖能夠呈現(xiàn)被掃描物的三維形狀特征，能夠在三維點(diǎn)云模型中看出被掃描物體的位置，大小，形狀信息。但缺乏被掃描物體的顏色信息，這樣就缺少了被掃描物體的紋理，不能很好的表述被掃描物體的細(xì)節(jié)。找到一種方法能夠自動(dòng)快速的處理照片和點(diǎn)云之間的關(guān)系，并將照片中被掃描物體與三維立體模型進(jìn)行融合，賦予被掃描物體的模型以原本的顏色，得到真彩色的立體模型很有必要。

三維激光成像系統(tǒng)形成的激光點(diǎn)云為三維激光點(diǎn)云，目前還沒(méi)有進(jìn)行真彩色處理的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種三維激光成像系統(tǒng)的點(diǎn)云模型真彩色處理方法，不僅能夠獲得物體表面位置大小信息，而且能夠得到物體本身的顏色信息，從而清楚的得到被掃描物體的細(xì)節(jié)和紋理。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種三維激光成像系統(tǒng)的點(diǎn)云模型真彩色處理方法，采用相片與點(diǎn)云結(jié)合的方法，步驟如下：

（1）獲得慣組中心在地球坐標(biāo)系下的導(dǎo)航時(shí)間T、導(dǎo)航極坐標(biāo)位置信息和導(dǎo)航姿態(tài)信息(γ,θ,ψ)、點(diǎn)云極坐標(biāo)信息和照片，其中分別表示慣組中心在地球坐標(biāo)系下的經(jīng)度、緯度和高度，分別表示點(diǎn)云在地球坐標(biāo)系下的經(jīng)度、緯度和高度，(γ,θ,ψ)分別表示慣組中心的俯仰角、方位角和橫滾角；

（2）根據(jù)照片拍攝的時(shí)間T_i計(jì)算得到該照片拍攝時(shí)刻慣組中心在地球坐標(biāo)系下的極坐標(biāo)位置信息和姿態(tài)信息(γ_i,θ_i,ψ_i)，其中分別表示照片拍攝時(shí)刻慣組中心在地球坐標(biāo)系下的經(jīng)度、緯度和高度，(γ_i,θ_i,ψ_i)分別表示照片拍攝時(shí)刻慣組中心的俯仰角、方位角和橫滾角；

（3）根據(jù)慣組中心在地球坐標(biāo)系下的極坐標(biāo)位置信息得到地球坐標(biāo)系到東北天坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣根據(jù)慣組中心在地球坐標(biāo)系下的姿態(tài)信息(γ_i,θ_i,ψ_i)得到東北天坐標(biāo)系到載體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣

（4）將慣組中心在地球坐標(biāo)系下的極坐標(biāo)位置信息和步驟（1）獲得的點(diǎn)云極坐標(biāo)信息分別轉(zhuǎn)換為慣組中心在地球坐標(biāo)系下的直角坐標(biāo)位置(x_i,y_i,z_i)和點(diǎn)云極坐標(biāo)信息在地球坐標(biāo)系下的直角坐標(biāo)位置(x_e,y_e,z_e)，利用慣組中心在地球坐標(biāo)系下的直角坐標(biāo)位置(x_i,y_i,z_i)和點(diǎn)云極坐標(biāo)信息在地球坐標(biāo)系下的直角坐標(biāo)位置(x_e,y_e,z_e)計(jì)算地球坐標(biāo)系下慣組中心點(diǎn)到點(diǎn)云的矢量r_e，利用轉(zhuǎn)換矩陣將矢量r_e從地球坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為東北天坐標(biāo)系下的矢量r_n，再利用轉(zhuǎn)換矩陣將矢量r_n從東北天坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為載體坐標(biāo)系下的矢量r′_b，再根據(jù)矢量r′_b和慣組中心位置到相機(jī)焦點(diǎn)在載體坐標(biāo)系下的矢量r_b計(jì)算得到相機(jī)焦點(diǎn)到點(diǎn)云在載體坐標(biāo)系下的矢量r_p′，再將矢量r_p′從載體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)直角坐標(biāo)系下的矢量r_p，計(jì)算矢量r_p在相機(jī)直角坐標(biāo)系下的極坐標(biāo)其中R_p表示距離，θ_p表示方位角，表示俯仰角；

（5）計(jì)算每一個(gè)感光片的長(zhǎng)度l和寬度k；