[發明專利]一種全自動室內掃描方法、系統及計算機可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202011298463.2
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112489190A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 唐正宗;譚方;馮超;張銘凱
• 申請（專利權）人: 新拓三維技術（深圳）有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T3/40;G06T5/40;G06T7/80
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 孟學英

1.一種全自動室內掃描方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將傳動設備放置在室內的空間地面上的任一位置，所述傳動設備根據預先設置的構圖算法對所述室內的空間地面進行構圖，得到所述室內的空間信息；

S2：根據所述室內的空間信息規劃成多個正方形塊；

S3：所述傳動設備帶動掃描設備移動到每個所述正方形塊的中心點上對所述室內進行掃描，所述掃描設備包括三個散斑結構光相機，所述散斑結構光相機分別用于單次同步分別獲取所述室內的上、中、下三個區域的深度圖像；

S4：對所述深度圖像進行重建，獲得所述室內的三維模型。

2.如權利要求1所述的全自動室內掃描方法，其特征在于，所述傳動設備采用同步構圖與定位算法。

3.如權利要求2所述的全自動室內掃描方法，其特征在于，三個所述散斑結構光相機呈上、中、下排列，且位于中間的所述散斑結構光相機水平放置，其余兩個所述散斑結構光相機與位于中間的所述散斑結構光相機之間具有第一夾角；

以位于中間的所述散斑結構光相機的坐標系為世界坐標系，其余兩個所述散斑結構光相機分別通過預先標定的旋轉矩陣和平移矩陣轉換到世界坐標系，得到三張所述深度圖像匹配后的第一點云數據。

4.如權利要求3所述的全自動室內掃描方法，其特征在于，對所述第一點云數據使用最近點迭代算法進行匹配，獲得匹配后的第二點云數據。

5.如權利要求4所述的全自動室內掃描方法，其特征在于，所述傳動設備帶動掃描設備移動到每個所述正方形塊的中心點上對所述室內進行全方位掃描得到多個所述第二點云數據；

每次掃描完成后，所述傳動設備帶動掃描設備轉動第一角度，所述第一角度小于所述散斑結構光相機的水平視角。

6.如權利要求5所述的全自動室內掃描方法，其特征在于，對所述深度圖像進行重建，獲得所述室內的三維模型包括如下步驟：

S41：將多個所述第二點云數據中相鄰的兩個之間進行粗匹配，獲得多個初始的點云配準矩陣；

S42：通過迭代最近點算法對所述初始的點云配準矩陣進行校準得到多個校準后的點云配準矩陣；

S43：根據多個所述校準后的點云配準矩陣以及多個所述校準后的點云配準矩陣之間的變化關系進行全局優化，獲得所述室內的三維模型。

7.如權利要求6所述的全自動室內掃描方法，其特征在于，將多個所述第二點云數據中相鄰的兩個之間進行粗匹配，獲得多個初始的點云配準矩陣包括如下步驟：

S411：將相鄰的兩個所述第二點云數據之中先采集的作為源點云，后采集的作為目標點云，對相鄰的兩個所述第二點云數據提取快速點特征直方圖；

S412：對所述源點云和所述目標點云中點數較多的點云建立33維特征的K維樹；

S413：使用隨機一致性采樣算法在所述源點云和所述目標點云中點數較少的點云中隨機選取4個點，分別使用該4個點在另一幅點云的K維樹中查找距離它的快速點特征直方圖特征最近的點，得到最近對應點后計算剛性變換矩陣[R T]以及最近點迭代算法的殘差；

如果所述殘差大于預先設定閾值則繼續重復隨機一致性采樣算法的步驟，直到計算出所述殘差小于所述預先設定閾值或迭代次數達到預設的最大值。