[发明专利]一种三维激光成像系统的点云模型真彩色处理方法

摘要

本发明公开了一种三维激光成像系统的点云模型真彩色处理方法。本发明采用相片与点云结合的方法，通过坐标转换提取被扫描物体自身的真彩色信息，完成点云模型真彩色处理。本发明解决了目前不能对三维立体模型进行真彩色处理的难题，同时不需要依赖于人工的判断，不用区分物体形状，直接对点云赋予颜色，运算速度快，时间开销短，工作量小，能够很好的得到三维立体模型的真彩色效果。

主权项

1.一种三维激光成像系统的点云模型真彩色处理方法，其特征在于采用相片与点云结合的方法，步骤如下：（1）获得惯组中心在地球坐标系下的导航时间T、导航极坐标位置信息和导航姿态信息(γ,θ,ψ)、点云极坐标信息和照片，其中分别表示惯组中心在地球坐标系下的经度、纬度和高度，分别表示点云在地球坐标系下的经度、纬度和高度，(γ,θ,ψ)分别表示惯组中心的俯仰角、方位角和横滚角；（2）根据照片拍摄的时间Ti计算得到该照片拍摄时刻惯组中心在地球坐标系下的极坐标位置信息和姿态信息(γ_i,θ_i,ψ_i)，其中分别表示照片拍摄时刻惯组中心在地球坐标系下的经度、纬度和高度，(γ_i,θ_i,ψ_i)分别表示照片拍摄时刻惯组中心的俯仰角、方位角和横滚角；（3）根据惯组中心在地球坐标系下的极坐标位置信息得到地球坐标系到东北天坐标系的转换矩阵根据惯组中心在地球坐标系下的姿态信息(γ_i,θ_i,ψ_i)得到东北天坐标系到载体坐标系的转换矩阵（4）将惯组中心在地球坐标系下的极坐标位置信息和步骤（1）获得的点云极坐标信息分别转换为惯组中心在地球坐标系下的直角坐标位置(x_i,y_i,z_i)和点云极坐标信息在地球坐标系下的直角坐标位置(x_e,y_e,z_e)，利用惯组中心在地球坐标系下的直角坐标位置(x_i,y_i,z_i)和点云极坐标信息在地球坐标系下的直角坐标位置(x_e,y_e,z_e)计算地球坐标系下惯组中心点到点云的矢量r_e，利用转换矩阵将矢量r_e从地球坐标系转换为东北天坐标系下的矢量r_n，再利用转换矩阵将矢量r_n从东北天坐标系转换为载体坐标系下的矢量r′_b，再根据矢量r′_b和惯组中心位置到相机焦点在载体坐标系下的矢量r_b计算得到相机焦点到点云在载体坐标系下的矢量r_p′，再将矢量r_p′从载体坐标系转换为相机直角坐标系下的矢量r_p，计算矢量r_p在相机直角坐标系下的极坐标其中R_p表示距离，θ_p表示方位角，表示俯仰角；（5）计算每一个感光片的长度l和宽度k；（6）根据点云中每一点的方位角θ_p和俯仰角以及感光片的长度l、宽度k和照片焦距f计算出对应角度下每一点在CCD坐标系中的位置，并根据每一点在CCD坐标系中的位置计算每一点在照片坐标系中的像素位置，把该像素下的RGB值赋予对应的每一点在地球坐标系下的极坐标位置，从而完成点云模型真彩色处理。