[發明專利]一種三維掃描儀自適應標定方法

有效

• 申請號: 201710147917.8
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106918302B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 鐘躍崎;毋戈;李端
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

本發明提供了一種三維掃描儀自適應標定方法，其特征在于，包括以下步驟：將Harris角點集中的點分為三類；為每張Harris角點集中的點，建立其拉普拉斯坐標；若三維掃描系統有n臺相機，取第1臺相機所采集的Harris角點集為基準，其他各臺相機的Harris角點集進行自適應調節。采用本發明提供的方法后，可以解決三維掃描儀系統標點過程中的角點重疊問題，實現對三維掃描儀系統的自適應標定。

技術領域

本發明涉及一種對三維掃描儀系統進行自適應標定的方法。

背景技術

在采用多個深度相機搭建三維掃描儀系統時，需要將單個相機所采集的三維點云片拼接在一起。其拼接原理是采用同一個標定板，上面有16×10個黑白相間的正方形方塊，所構成的角點，稱之為Harris角點。根據相機的成像原理，相機標定的目的在于將若干部相機所看到的若干張Harris角點圖準確地重疊在一起。然而，由于相機的加工工藝不盡相同，而且在搭建三維掃描儀系統時，相機裝配誤差的客觀存在(如相機外殼在不同螺絲張力下的不同扭曲程度)，會造成角點重疊效果。

發明內容

本發明的目的是：克服角點重疊效果，實現對三維掃描儀系統的自適應標定。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種三維掃描儀自適應標定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、將Harris角點集中的點分為三類，第I型點為Harris角點集中的非邊界點及非四個角點，第II型點為Harris角點集中的非四個角點的邊界點，第III型點為Harris角點集中的四個角點；

步驟2、為每張Harris角點集中的點，建立其拉普拉斯坐標，包括以下步驟：

步驟2.1、計算投影平面P＝n_xx+n_yy+n_zz+d，其法向n為其中：

v_i為點v的最近鄰居點，對于第I型點，擁有四個最近鄰居點，k＝4；對于第II型點，擁有三個最近鄰居點，k＝3；對于第III型點，擁有兩個最近鄰居點，k＝2；

d為平均距離，

n_x、n_y、n_z為法向n在xyz三個方向上的分量；

步驟2.2、將點v及其最近鄰居點投影到投影平面P上，其投影點的空間位置表達如下：

v_proj＝v-(d+(v·n))n；

v_{i_proj}＝v_i-(d+(v_i·n))n，式中，v_proj為點v在投影平面P上的投影，v_{i_proj}為其最近鄰居點在投影平面P上的投影；

步驟2.3、計算v點相對于v_i點的切向權重w_i及法向權重b_i；

步驟3、若三維掃描系統有n臺相機，取第1臺相機所采集的Harris角點集為基準，其他各臺相機的Harris角點集的自適應調節過程為：

步驟3.1、對于第j臺相機，j≠1，的Harris角點集而言，按照步驟2.1中的方法，計算其當前所在的投影平面，以及平均距離d'和法向n'；

步驟3.2、對于第j臺相機，j≠1，的Harris角點集內的第i個點而言，將其鄰居點v'_i投影到新的投影平面上，所得投影位置v'_{i_proj}為：

v'_{i_proj}＝v'_i-[d'+(v'_i·n')]n'