[发明专利]组合式偏差分离特征提取扫描方法及系统

说明书

本发明提供了组合式偏差分离特征提取扫描方法及系统，涉及三维信息技术领域，包括：对扫描物体及其多个零件结构分别进行摄影测量的数据采集，得到RGB图片序列；对扫描物体进行背景像素提取，生成黑白图片序列；将黑白图片序列映射到RGB序列图的alpha通道中，获得RGBA图片序列；对RGBA图片序列进行空间解算，并将解算后的空间数据进行坐标匹配，生成扫描结果。本发明主要通过将黑白图片序列映射到RGB序列图的alpha通道中，对产生误差的数据进行分离和屏蔽，从而提取有效的特征区域，有效解决零件、碎片之间的扫描比例匹配问题，降低组合式零件的扫描瑕疵，提升可拆解物品和可移动物品的三维扫描质量。

技术领域

本发明涉及三维信息技术领域，尤其是涉及组合式偏差分离特征提取扫描方法及系统。

背景技术

目前，对于具有组合式功能的物品，传统的三维扫描方案使用激光或体积光扫描仪，针对单一的三维空间完成扫描物体的空间结构重组。其优点是操作简单，容易上手。使用传统扫描设备及方法对组合型的物体进行扫描，得到的正、背面扫描结果如图1所示，图1中的阴影区域为传统三维扫描方案无法处理的部分，具体表现为穿孔、变形、形体缺失等。具有组合式零件结构的物体由于零件之间具有复杂的相互的空间遮挡问题，使用传统的三维扫描方案无法采集每一块零件的每一个部位的数据；同时，物体在现实中的摆放位置也会导致与地面接触的部分无法用传统的扫描方案获得相关数据。这些数据的缺失必然会产生物体的扫描不完全、零件之间融合到一起无法拆分等问题，极大的降低了扫描数据的完整度和品质。

如果使用传统的三维扫描方案对零件逐个扫描，如图2所示，当扫描零件一时，生成零件一的世界坐标a，当扫描零件二时，生成零件二的世界坐标b，当扫描零件三时，生成零件三的世界坐标c，传统扫描方案无法自动统一世界坐标a、b、c，会导致扫描的零件比例、空间位置出现误差。

为了采集物体所有角度的数据，对于这类可拆解，可移动的物品，常用的方法是翻转，旋转物体，让原本与地面接触的区域重新暴露出来，然后再进行二次，三次扫描。但是翻转后，背景的特征区域没有发生变化，只有扫描物体的特征区域发生变化，产生了偏离原来空间参考的误差。因此传统的三维扫描方案无法对旋转、翻转后的数据采用与第一次扫描互相统一的空间坐标。因此对于传统三维扫描方案，在翻转前的扫描数据生成的是世界坐标A，翻转后生成的是世界坐标B，两部分的扫描数据具有偏移误差(主要受到背景特征区域的影响)。因此无法自动完整的统一所有扫描数据。

针对以上问题，传统三维扫描方案都无法妥善解决，必须依靠人工对扫描的结果进行修补、分件等处理后才能解决，费时费力效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供组合式偏差分离特征提取扫描方法及系统，以有效解决组合式结构的物品中零件、碎片之间的扫描比例匹配问题，降低组合式零件的扫描瑕疵，提升可拆解物品和可移动物品的三维扫描质量。

第一方面，本发明实施例提供了一种组合式偏差分离特征提取扫描方法，其中，包括：

采集步骤：对扫描物体及其多个零件结构分别进行摄影测量的数据采集，得到对应的多组RGB图片序列；

像素提取步骤：对所述扫描物体进行背景像素提取，生成区分扫描物体区域与背景区域的黑白图片序列；

特征提取步骤：将所述黑白图片序列匹配的映射到所述RGB序列图的alpha通道中，获得RGBA图片序列；

解算步骤：对所述RGBA图片序列进行空间解算，并将解算后的空间数据进行坐标匹配，生成扫描结果。

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RGB图片序列包括整体RGB图片序列和零件RGB图片序列，所述采集步骤包括：

根据形体特征将所述扫描物体拆分为多个所述零件结构；

对所述扫描物体进行环绕式数据采集，得到所述整体RGB图片序列；