[發明專利]一種水下動態場景光學混合三維成像方法

在審

• 申請號: 202011336143.1
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112489110A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 胡浩;樊黎明;趙維娜;王惠剛
• 申請（專利權）人: 西北工業大學青島研究院;西北工業大學
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G01B11/24;H04N13/243;H04N13/296
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

1.一種水下動態場景光學混合三維成像方法，其特征在于包括1個多線束激光器、N個CCD相機和1個控制器，所述的N個CCD相機等間距排布，N個CCD相機和多線束激光器均與控制器連接，控制器對其進行供電和控制，所述的多線束激光器和距離其最遠的CCD相機組成線激光三維掃描系統，兩兩相鄰的CCD相機組成雙目視覺系統；步驟如下：

步驟1：多線激光測量全局點

采用多線激光等間距覆蓋測量區域掃描一次，將得到的三維點云作為全局控制點；

步驟2：被測區域劃分

根據全局控制點將被測區域劃分為N-1個子區；

步驟3：雙目視覺重建子區點云

采用各個雙目視覺系統分別對N-1個子區進行測量，獲得N-1幅局部三維點云；

步驟4：利用全局控制網將重建的各個分塊子區的重建結果進行拼接

假設第i個分塊區域與全局控制網有n個公共參考點，假設這些公共點在全局坐標系下的坐標值為而在分塊局部坐標系下的坐標值為則局部坐標系相對于全局坐標系的旋轉矩陣R_i和平移矩陣T_i可采用奇異值SVD分解法計算：

首先，求解坐標集合和的重心，即：

然后，引入三階矩陣對H進行奇異值分解，可得：

H＝UΛV^T (2)

旋轉矩陣R_i和平移矩陣T_i通過下式進行計算，則

求出旋轉矩陣和平移矩陣后，即可將第i個分塊區域中所有測量點的局部三維坐標P_i,s統一到全局坐標系下，得到其在全局坐標系下的坐標值P_i,g為：

P_i,g＝R_iP_i,s-T_i (4) 。

2.根據權利要求1所述的一種水下動態場景光學混合三維成像方法，其特征在于所述的多線束激光器為2線。

3.根據權利要求1所述的一種水下動態場景光學混合三維成像方法，其特征在于所述的相機為4個。