[发明专利]一种基于白光扫描仪的点云拼接方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于白光扫描仪的点云拼接方法及系统，其方法包括以下步骤，S1，利用白光扫描仪的灰度相机和彩色相机间隙式的拍摄样本的影像；S2，获取所述影像，当所述影像为灰度影像时，执行S3，当所述影像为彩色影像时，执行S4；S3，提取所述灰度影像的标志点，并判断所述标志点是否提取成功，若所述标志点提取成功，则执行S31，若标志点未提取成功，则执行S32；S31，使用标识点拼接方法对所述灰度影像进行点云拼接；S32，使用点云ICP拼接方法对所述灰度影像进行点云拼接；S4，使用纹理匹配拼接方法对所述彩色影像进行点云拼接。本发明通过将多种拼接方法进行有机结合，提高了点云拼接的精度和稳定性，达到了更好的点云拼接效果。

技术领域

本发明涉及摄影测量领域，具体涉及一种基于白光扫描仪的点云拼接方法及系统。

背景技术

现有点云拼接方法主要有三种，分别是点云ICP拼接方法、标志点拼接方法以及纹理匹配(SIFT)拼接方法。其中，点云ICP拼接方法不适用于直纹面的点云拼接；标志点拼接方法需要在物体表面粘贴标志点，会对研究对象造成一定的损伤并且后处理较复杂；纹理匹配(SIFT)拼接方法不适用于无纹理的点云拼接。另外，在点云拼接的过程中常常由于物体表面纹理信息不足，而产生拼接误差，拼接效果较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于白光扫描仪的点云拼接方法及系统，针对不同相机拍摄的图像采用不同的点云拼接方法，发挥各种拼接方法的长处，提高点云拼接的精度和稳定性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于白光扫描仪的点云拼接方法，包括以下步骤，

S1，利用白光扫描仪的灰度相机和彩色相机间隙式的拍摄样本的影像，其中灰度相机拍摄的影像为灰度影像，彩色相机拍摄的影像为彩色影像；

S2，获取所述影像，并判断所述影像的类型，当所述影像为灰度影像时，执行S3，当所述影像为彩色影像时，执行S4；

S3，提取所述灰度影像的标志点，并判断所述标志点是否提取成功，若所述标志点提取成功，则执行S31，若标志点未提取成功，则执行S32；

S31，使用标识点拼接方法对所述灰度影像进行点云拼接，得到点云拼接结果；

S32，使用点云ICP拼接方法对所述灰度影像进行点云拼接，得到点云拼接结果；

S4，使用纹理匹配拼接方法对所述彩色影像进行点云拼接，得到点云拼接结果。

本发明的有益效果是：本发明一种基于白光扫描仪的点云拼接方法针对灰度相机拍摄的含有散斑图案的图像采用点云ICP拼接方法和标志点拼接方法，增强了待测物体的纹理信息，提高了拼接的精度；针对彩色相机拍摄的彩色纹理图像，采用纹理匹配拼接方法，充分发挥了纹理匹配方法的优势；通过将多种拼接方法进行有机结合，提高了点云拼接的精度和稳定性，达到了更好的点云拼接效果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，在S4中，若所述彩色影像进行点云拼接失败时，则将相邻两次拍摄得到的灰度影像的位姿参数进行内插得到所述彩色影像的位姿参数，即得到所述彩色影像的点云拼接结果；其中，所述彩色影像拍摄的时间位于相邻两次拍摄得到的灰度影像的拍摄时间之间。

采用上述进一步方案的有益效果是：对于拼接失败的彩色影像，可以利用相邻两次拍摄得到的灰度影像的位姿参数内插得到该幅彩色影像的位姿参数，提高了点云拼接的稳定性。

进一步，将相邻两次拍摄得到的灰度影像的位姿参数进行内插的具体过程为，根据相邻两次拍摄得到的灰度影像的点云拼接结果计算出相邻两次拍摄得到的灰度影像的旋转矩阵和平移矩阵；将相邻两次拍摄得到的灰度影像的旋转矩阵和平移矩阵进行内插得到所述彩色影像的旋转矩阵和平移矩阵，即得到所述彩色影像的点云拼接结果。