[发明专利]一种天然饰材纹理表面的数字模型生成方法及测量系统

权利要求书

1.一种天然饰材纹理表面的数字模型生成方法，其特征在于，该生成方法基于采用结构光影像仪的测量系统，以两条并行技术路线，分别构建包含表面影像光学信息及表面形貌几何信息的数字模型；光学模型、几何模型共有贴图坐标系（记作UV系），可整合生成带空间坐标系（记作UVW系）的表面3D数字模型；在天然饰材形状尺寸等符合测量现场需求（预加工）之后；具体包含以下步骤；

步骤一：采集数字化表面的光学影像信息；

步骤二：采集数字化表面的几何形貌信息；

步骤三：将步骤一和步骤二中的光学影像信息以及几何形貌信息直接整合形成表面3D数字模型。

2.根据权利要求1所述的一种天然饰材纹理表面的数字模型生成方法，其特征在于，所述步骤一中采集数字化表面的光学影像信息的具体方法如下所示；

步骤31：待测饰材置于固定位置，人工或仪器标记该位置，以固定照相或扫描的方式提取饰材表面的影像信息；

步骤32：构建映射UV系的表面影像的2D数字模型；所述贴图坐标系（又称图像坐标系、像素索引坐标系），其任意点（m，n）的坐标为整数。

3.根据权利要求1所述的一种天然饰材纹理表面的数字模型生成方法，其特征在于，所述步骤二中采集数字化表面的几何形貌信息的具体方法如下所示；

步骤41：将标记位置的天然饰材取出，表面涂布均匀厚度的单色层，以掩盖天然底色，消除颜色相关反射率差异对灰度分布的影响；

步骤42：将涂色饰材放回标记位置，以固定或扫描的方式，依次分别在N个的（N≥3）角度下提取涂色饰材的表面光学影像信息；

步骤43：N个角度下影像所含灰度信息，分别映射步骤一相同的UV系，即生成N个二维灰度矩阵（记作G矩阵），各G矩阵内同下标的元素G（m，n）的均值，构成矩阵；

步骤44,：以矩阵的数值大小，表征点（m，n）纹理的相对深度，相对深度坐标记作W，如此构建映射UVW坐标系的表面几何形貌的3D数字模型。

4.根据权利要求1所述的一种天然饰材纹理表面的数字模型生成方法，其特征在于，所述步骤三中UV贴图坐标系的点（m，n），坐标可索引像素位置，因此对于表面相同位置的光学和几何信息，可以被直接整合，生成UVW空间坐标系的表面3D数字模型，其包含步骤一和步骤二光学和几何模型信息；UVW坐标系，由UV坐标系和深度坐标W构成，其中UV坐标系内任意点（m，n）的坐标为整数。

5.一种天然饰材纹理表面的数字模型测量系统，其特征在于，包括多角度影像采集功能模块；所述多功能影像采集功能模块设置在载物台上；所述多角度影像采集功能模块包括光学镜头模块（211）；所述光学镜头模块（211）连接转动自由度转轴（212）；所述转动自由度转轴（212）通过连接杆连接摆动自由度摆动轴（213）；所述摆动自由度摆动轴（213）连接在竖直平移自由度导轨（222）；所述竖直平移自由度导轨（222）通过滑块连接在直线平移自由度导轨（221）上；竖直平移自由度导轨（222）以及直线平移自由度导轨（221）所在结构件整体位于载物台（1），其整体机构件固定在两侧的竖直支撑架（3）；所述载物台（1）上还设置有2条平行布置的左右平移自由度导轨（223）；所述整体机构件连接在所述左右平移自由度导轨（223）上；所述左右平移自由度导轨（223）一侧设置有位置标记装置（231）；所述位置标记装置（231）一端连接有游标（232）。