[发明专利]一种大范围数据拼接的点云数据计算方法、装置和系统

说明书

一种大范围数据拼接的点云数据计算方法、装置和系统，该方法包括如下步骤：获取载物台上的待扫描物体的图像，依据图像确定待扫描区域，计算待扫描区域在载物台上的位置数据；依据位置数据和扫描线的长度，计算扫描次数，控制三维激光扫描装置开始扫描；获取扫描图像，计算扫描图像内有效区间的起始位置、终止位置以及扫描图像内的点云数据；以上一张扫描图像内有效区间的终止位置为扫描起点，控制三维激光扫描装置继续扫描下一张扫描图像，计算下一张扫描图像有效区间的起始位置、终止位置以及点云数据；重复执行上一步骤，直至将待扫描区域扫描完毕，累加所有扫描图像的点云数据。本发明可测量尺寸大于激光线长度的物体的点云数据。

技术领域

本发明涉及视觉检测和影像测量技术领域，尤其是一种大范围数据拼接的点云数据计算方法、装置和系统。

背景技术

三维线扫描技术采用非接触式获取目标表面的点云数据，该技术依据三角测距原理，能连续、自动、快速地采集大量目标物表面的三维数据。如附图1所示，为目前使用三维激光扫描仪获取点云数据的方式。三维激光扫描仪向目标物发射出一束激光，通过移动载物平台使激光线依次扫过目标物体表面，激光扫描面积即为点云数据的大小。

但是，该方式的主要缺点在于：只能获取一次运动扫描后的点云数据，当物体在激光线方向上的尺寸大于激光线长度时，无法获取超过激光线长度部分的点云数据，使测量范围受限。

发明内容

本发明提供一种大范围数据拼接的点云数据计算方法、装置和系统，可测量尺寸大于激光线长度的物体的点云数据，扩大测量范围。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种大范围数据拼接的点云数据计算方法，包括如下步骤：

(1)获取载物台上的待扫描物体的图像，依据所述图像确定待扫描区域，计算所述待扫描区域在载物台上的位置数据；

(2)依据所述位置数据和扫描线的长度，计算扫描次数，控制三维激光扫描装置从所述待扫描区域的起始位置开始扫描；

(3)获取三维激光扫描装置扫描的扫描图像，计算扫描图像内扫描线有效区间的起始位置、终止位置以及扫描图像内的点云数据；

(4)以上一张扫描图像内扫描线有效区间的终止位置为扫描起点，控制三维激光扫描装置继续扫描下一张扫描图像，计算下一张扫描图像内扫描线有效区间的起始位置、终止位置以及扫描图像内的点云数据；

(5)重复执行上一步骤，直至将所述待扫描区域扫描完毕，累加所有扫描图像的点云数据。

优选的，所述计算扫描图像内的点云数据，具体包括：计算扫描图像内有效区间的起始位置和终止位置之间的间距，依据所述间距计算所述扫描图像内的点云数据。

优选的，当扫描图像的终止位置与下一扫描图像的起始位置存在间隙时，计算该间隙的间距，在累加所有扫描图像的点云数据时，加上由该间隙的间距所产生的点云数据。

优选的，当相邻两个扫描图像的有效区间存在重叠部分时，计算该重叠部分的距离，在累加所有扫描图像的点云数据时，减去由该重叠部分的距离所产生的点云数据。

优选的，所述扫描图像内的扫描线具有多条，所述计算扫描图像内扫描线有效区间的起始位置和终止位置具体包括：计算扫描图像内每一条扫描线的起始点位置(S1,S2,...,Sn)和终止点位置(E1,E2,...,En)，基于正态分布函数，计算出扫描线起始点和终止点的置信位置及置信区间，确定扫描图像内扫描线有效区间的起始位置为S+3σs，扫描图像内扫描线有效区间的起终止位置为E-3σe，其中，n为扫描图像内扫描线的条数，S为所有扫描线起点位置的平均值，E为所有扫描线终点位置的平均值，σs为起始置信区间，σe为终止置信区间。