[發明專利]3D線掃描相機的點云拼接方法、系統和可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202210351454.8
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114820307A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 許允迪;周才健;周柔剛
• 申請（專利權）人: 杭州匯萃智能科技有限公司;嘉興逸君辰科技有限公司;金華匯萃智能科技有限公司;蘇州匯萃智能科技有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T7/80
• 代理公司: 杭州華知專利事務所(普通合伙) 33235
• 代理人: 張德寶

1.一種3D線掃描相機的點云拼接方法，其特征在于，應用于3D線掃描裝置，所述3D線掃描裝置包括兩臺3D線掃描相機、移動平臺和標定件，所述標定件為由至少三個法相不共面結構組成的標準塊，所述方法包括以下步驟：

將所述標定件設置于所述移動平臺上后，用兩臺所述3D線掃描相機對所述標定件進行掃描，分別得到所述標定件的第一點云圖像和第二點云圖像；

分別對所述第一點云圖像和第二點云圖像中的三個法相不共面的平面進行擬合，將同一平面在兩個點云圖像中的平面方程稱作一組平面方程組；

根據三組所述平面方程組的共面性，計算出兩臺所述3D線掃描相機的點云圖像之間的剛性轉換矩陣；

通過所述剛性轉換矩陣對待測物體的一個點云圖像進行轉換，得到轉換圖像；將所述轉換圖像與另一個點云圖像進行拼接，得到整體圖像。

2.根據權利要求1所述的3D線掃描相機的點云拼接方法，其特征在于，在分別對所述第一點云圖像和第二點云圖像中的三個法相不共面的平面進行擬合，將同一平面在兩個點云圖像中的平面方程稱作一組平面方程組之前，還包括：

矯正所述第一點云圖像和所述第二點云圖像由于相機安裝誤差引起的畸變。

3.根據權利要求2所述的3D線掃描相機的點云拼接方法，其特征在于，所述矯正所述第一點云圖像和所述第二點云圖像由于相機安裝誤差引起的畸變具體為：

根據所述第一點云圖像和所述第二點云圖像中的固定點對在不同姿態下的距離一致性，來矯正所述第一點云圖像和所述第二點云圖像由于相機安裝誤差引起的畸變。

4.根據權利要求3所述的3D線掃描相機的點云拼接方法，其特征在于，所述根據三組所述平面方程組的共面性，計算出兩臺所述3D線掃描相機的點云圖像之間的剛性轉換矩陣具體包括：

根據三組所述平面方程組的共面性，計算由三組所述平面方程組系數組成的轉換矩陣；

根據兩臺所述3D線掃描相機的點云圖像之間的剛性變換性質對所述轉換矩陣中的元素進行限制，得到剛性轉換矩陣。

5.根據權利要求4所述的3D線掃描相機的點云拼接方法，其特征在于，所述分別對所述第一點云圖像和第二點云圖像中的三個法相不共面的平面進行擬合具體為：

分別對所述第一點云圖像和第二點云圖像中的三個法相不共面的平面采用最小二乘法進行平面擬合。

6.一種3D線掃描相機的點云拼接系統，其特征在于，包括3D線掃描裝置、存儲器和處理器，所述3D線掃描裝置包括兩臺3D線掃描相機、移動平臺和標定件，所述標定件為由至少三個法相不共面結構組成的標準塊，所述存儲器中包括3D線掃描相機的點云拼接方法程序，所述3D線掃描相機的點云拼接方法程序被所述處理器執行時實現如下步驟：

將所述標定件設置于所述移動平臺上后，用兩臺所述3D線掃描相機對所述標定件進行掃描，分別得到所述標定件的第一點云圖像和第二點云圖像；

分別對所述第一點云圖像和第二點云圖像中的三個法相不共面的平面進行擬合，將同一平面在兩個點云圖像中的平面方程稱作一組平面方程組；

根據三組所述平面方程組的共面性，計算出兩臺所述3D線掃描相機的點云圖像之間的剛性轉換矩陣；

通過所述剛性轉換矩陣對待測物體的一個點云圖像進行轉換，得到轉換圖像；將所述轉換圖像與另一個點云圖像進行拼接，得到整體圖像。

7.根據所述權利要求6所述3D線掃描相機的點云拼接系統，其特征在于，在分別對所述第一點云圖像和第二點云圖像中的三個法相不共面的平面進行擬合，將同一平面在兩個點云圖像中的平面方程稱作一組平面方程組之前，還包括：矯正所述第一點云圖像和所述第二點云圖像由于相機安裝誤差引起的畸變。

8.根據所述權利要求7所述3D線掃描相機的點云拼接系統，其特征在于，所述矯正所述第一點云圖像和所述第二點云圖像由于相機安裝誤差引起的畸變具體為：

根據所述第一點云圖像和所述第二點云圖像中的固定點對在不同姿態下的距離一致性，來矯正所述第一點云圖像和所述第二點云圖像由于相機安裝誤差引起的畸變。