[发明专利]一种3D生物智能识别方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及三维扫描技术领域，尤其涉及一种3D生物智能识别方法及系统。 

背景技术

三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形、结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。将物体的立体空间信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为物体数字化提供了相当方便快捷的手段。 

常用的三维扫描设备根据不同的传感方式，分为接触式和非接触式两种。接触式的采用探测头直接接触物体表面，通过探测头反馈回来的光电信号转换为数字面形信息，从而实现对物体面形的扫描和测量，主要以三坐标测量机为代表。接触式测量具有较高的准确性和可靠性，配合测量软件，可快速准确地测量出物体的基本几何形状，如面、圆、圆柱、圆锥、圆球等，其缺点是测量费用较高、探头易磨损、测量速度慢，检测一些内部元件有先天的限制。故欲求得物体真实外形则需要对探头半径进行补偿，因此可能会导致修正误差的问题；接触探头在测量时，接触探头的力将使探头尖端部分与被测物体之间发生局部变形而影响测量值的实际读数；由于探头触发机构的惯性及时间延迟而使探头产生超越现象，趋近速度会产生动态误差。 

非接触的光电方法对曲面的三维形貌进行快速测量已成为大趋势，非接触式测量不仅避免了接触测量中需要对测头半径加以补偿所带来的麻烦，而且可以实现对各类表面进行高速三维扫描。目前，非接触式三维扫描仪很多，根据传感方法不同，常用的有基于激光扫描测量、结构光扫描测量和工业CT等，分别代表市面上主流的三维激光扫描仪、照相式三维扫描仪和CT断层扫描仪等。采用非接触式三维扫描仪因其无直接接触，对物体表面不会有损伤，相比接触式具有速度快、容易操作等特点，三维激光扫描仪可以达到5000-10000点/秒的速度，而照相式三维扫描仪则采用面光，速度更是达到几秒钟百万个测量点，应用于实时扫描，工业检测具有很好的优势。 

光电方法三维图像的测量研究日益受到人们的重视，但依然存在机械结构复杂，测量范围受到机械装置大小限制，以及逐点测量使得速度慢等不足。同时光电方法测量三维面形受到物体表面特性（如高度突变、阴影和反射率不足）不均匀等影响，导致光信号处理困难。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的三维扫描结构复杂、测量范围受限、速度慢等缺陷，提供一种3D生物智能识别方法及系统。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

根据本发明的一方面，提供一种3D生物智能识别方法，具体包括以下步骤：

S1：训练得到生物标样三维图像数据库，生物标样三维图像为生物的包含三维数据的三维图像，该三维数据为预定数量n个特征值（x，y，z）；

S2：获取待识别生物的包含三维数据的生物三维图像；

S3：将待识别生物的三维图像与生物标样三维图像数据库进行比较识别，判断相似度是否达到预定阈值，若是，则执行步骤S4；否则，跳转步骤S2；

S4：对达到预定阈值的待识别生物的三维图像进行标识并输出。

优选的，获取包含三维数据的三维图像的步骤为： 

S11：利用至少两个摄像头或3D摄像头拍摄生物的至少两组预定数量n幅照片；其中，生物包含预定数量n个特征点，每幅照片的特征点均不同，每个特征点对应不同的特征值（x，y，z）；

S12：获取至少两组每幅照片的三维数据；

S13：将至少两组每幅照片的三维数据配准和融合为生物的三维图像。

优选的，特征值（x，y，z）中的z值是通过小角度差频法来计算的。 

优选的，所述获取至少两组每幅所述照片的三维数据还可为： 

S121：直接获取至少两组每幅所述照片的特征点的特征值（x，y）；

S122：根据至少两组照片的特征点的特征值（x，y），在标准库中找到最匹配最接近的z0值；

S123：将获取的特征值（x，y）与标准库中的z0值组合为三维数据。

根据本发明的另一方面，提供一种3D生物智能识别系统，包括用于获取待识别生物的三维数据的三维扫描装置，以及与三维扫描装置相连用于对三维数据进行配准和融合得到待识别生物的三维图像的控制装置，以及与控制装置分别相连的照射装置、摄像装置、位置检测单元和扫描区域确定单元；其中， 

照射装置，用于基于控制装置发出的控制信号向待识别生物发射隙状光束；

摄像装置，用于顺序拍摄隙状光束照射待识别生物的照片；