[發明專利]一種面向光滑曲面網格無痕劃分的投影標記系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201911194468.8
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111028274A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王漢熙;黃鑫;胡佳文;鄭曉鈞;蔣靳;王申奧;肖攀
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/521;G06T17/10;G01B11/25
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎

1.一種面向光滑曲面網格無痕劃分的投影標記系統，其特征在于：包括照相機、半透半反射鏡、筆記本電腦和激光光柵投影器；通過半透半反射鏡將曲面信息反射給照相機進行拍攝，照相機將拍攝的數據信息傳輸給筆記本電腦，筆記本電腦通過識別到的曲面的特征信息，自主組配網格圖案，確保線型、網格之間能夠無縫拼接，然后反饋給激光光柵投影器，最后通過半透半反射鏡將網格圖案投影到曲面上。

2.根據權利要求1所述的面向光滑曲面網格無痕劃分的投影標記系統，其特征在于：所述激光光柵投影器由一個或多個激光光柵投影筆構成，激光光柵投影筆投影出不同的線條形式，包括線型粗細、線型顏色、網格大小和網格類型，網格類型又分為直線型網格包括矩形網格、菱形網格、多邊形網格，曲線型網格包括花瓣網格。

3.根據權利要求1所述的面向光滑曲面網格無痕劃分的投影標記系統，其特征在于：所述半透半反射鏡是在玻璃上鍍了一層半反射膜，通過鍍膜使得該玻璃的透射率和反射率各50%。

4.一種如權利要求1所述的面向光滑曲面網格無痕劃分的投影標記系統的工作方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

（1）拍攝

通過半透半反射鏡將待重構物體的曲面信息反射給照相機進行拍攝，并將拍攝的數據信息傳輸給筆記本電腦，以確定待重構物體的大小；

（2）規劃

筆記本電腦通過識別到的曲面的特征信息，按照待重構物體的大小，并根據網格無痕拼接方法得到激光光柵投影筆的個數以及確定激光光柵投影筆所擺放的距離和方位，然后反饋給激光光柵投影器，最后通過半透半反射鏡將網格圖案投影到曲面上；

其中網格無痕拼接方法如下：

第一步，根據光滑曲面的大小確定激光光柵投影筆的個數，對于直線型網格要保證光滑無冗余拼接布滿整個曲面，對于曲線型網格，保證網格冗余量盡可能小；

第二步，根據待投影曲面的大小，首先調整1號激光光柵投影筆擺放的距離以及角度確定網格1能夠布滿當前界面，由網格1，即1號激光光柵投影筆所投影的網格的右側上、下邊緣的點要吻合對應上2號激光光柵投影筆所投影的網格2左側上、下邊緣的點，以此確定2號激光光柵投影筆放置的位置及角度，以此類推，保證整個曲面上網格無冗余或最小冗余拼接；

（3）采集

再次通過半透半反射鏡拍攝待重構物體以及投影到物體表面上的圖案，并將拍攝的數據信息傳輸給筆記本電腦，以采集圖像信息；

（4）建模

通過對待重構物體進行網格圖案投影，增加物體的特征信息，通過對投影后的特征信息進行提取和匹配，獲得被測物體的點云數據，在不同的視角下進行采集，最終經過點云配準，獲取完整的點云數據，對三維模型完成重構，獲得三維信息。