[发明专利]混合精度的扫描方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及三维信息技术领域，尤其是涉及混合精度的扫描方法及系统。

背景技术

目前，市场上常见的基于photogrammetry(摄影测量)原理的三维扫描技术，是通过特定算法提取照片序列中的像素的三维空间信息，类似摄像机反求算法。对目标物体进行扫描的过程中，待扫描对象的结构复杂程度不同，其所需要的采集精度也不相同。目前市场上常见的方案，如图1所示，是以低精度、中等精度、高等精度的指标分别设计不同的扫描设备，每种设备仅能以单一的扫描精度工作。要获得更高级别的扫描精度，就需要另外购买更高级、更昂贵的扫描设备，不仅造成额外的设备闲置问题，增加了设备成本，还因为强行使用密度(精度)超高的扫描设备扫描整个目标物体，造成严重的数据冗余，增加大量的扫描时间，浪费大量的解算时间，造成对人力和时间成本的额外浪费。

另外，对于实际的扫描对象，普遍存在个别复杂的局部细节，使用耗时短的低密度扫描，仅能获得低精度效果，无法获得完整的扫描结果。使用中等密度扫描。虽然能得到较完整的扫描结果，但依然无法还原局部的细节形体。使用高密度扫描，虽然能够得到还原度高的完整扫描结果，但由于扫描密度非常高，导致扫描耗时长，效率非常低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供混合精度的扫描方法及系统，以降低成本，提高扫描效率，不需要额外购买更多的昂贵扫描设备，仅仅通过局部的配件(零件)更换和操作方法搭配使用，即可让原有设备的扫描适用范围和扫描精度提升一个档次。

第一方面，本发明实施例提供了一种混合精度的扫描方法，其中，所述方法包括：

根据形体特征对目标物体进行区域划分，得到分布式扫描区域；

根据局部结构特征对所述分布式扫描区域进行层次拆分，得到阶梯式扫描区域；

按照所述阶梯式扫描区域对相机进行搭载，构建混合精度扫描框架；

在所述混合精度扫描框架内对所述目标物体进行扫描，得到扫描照片序列；

对所述扫描照片序列进行解算，生成三维空间的点云矩阵。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述按照所述阶梯式扫描区域对相机进行搭载，构建混合精度扫描框架包括：

根据所述阶梯式扫描区域得到多个拍摄距离；

根据所述多个拍摄距离搭载不同层级的相机，从而构建不同密度的第一扫描框架；

根据所述不同密度的第一扫描框架构建所述混合精度扫描框架。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述按照所述阶梯式扫描区域对相机进行搭载，构建混合精度扫描框架还包括：

根据所述阶梯式扫描区域得到多个拍摄焦距；

根据所述多个拍摄焦距搭载不同焦距的相机，从而构建不同密度的第二扫描框架；

根据所述不同密度的第二扫描框架构建所述混合精度扫描框架。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述多个拍摄距离包括第一拍摄距离、第二拍摄距离和第三拍摄距离，所述第一拍摄距离、所述第二拍摄距离和所述第三拍摄距离之间的比例关系的范围具体为：

其中，D₁为所述第一拍摄距离，D₂为所述第二拍摄距离，D₃为所述第三拍摄距离。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述多个拍摄焦距包括第一焦距、第二焦距和第三焦距，所述第一焦距、所述第二焦距和所述第三焦距之间的比例关系的范围具体为：

其中，L₁为所述第一焦距、L₂为所述第二焦距，L₃为所述第三焦距。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

根据所述点云矩阵构建网格模型；

将所述点云矩阵中的像素色彩信息与所述网格模型进行匹配映射，输出纹理贴图三维模型。

第二方面，本发明实施例还提供一种混合精度的扫描系统，其中，所述系统包括：

区域划分单元，用于根据形体特征对目标物体进行区域划分，得到分布式扫描区域；

层次拆分单元，用于根据局部结构特征对所述分布式扫描区域进行层次拆分，得到阶梯式扫描区域；