一种基于光信息三维空间测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光信息三维空间测量方法，包括以下步骤：收集三维空间信息，所述三维空间信息包含待观测物之高度资讯、平面座标资讯及表面曲率资讯；收集参考基准光资讯讯息，所述参考基准光资讯讯息为收集待观测物存在之空间位置内，不同高度下放置参考板，并测量间隔不同高度下参考板之基准光资讯讯息，以作为一参考数值；收集待观测物光资讯讯息，所述待观测物光资讯讯息为实际测量待观测物之光资讯实测数值；运算三维空间信息校正光资讯讯息，将三维空间信息、参考基准光资讯讯息及待观测物光资讯讯息导入运算三维空间信息校正光资讯讯息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光信息三维空间测量方法
本专利技术涉及光测量
，具体涉及可应用于农渔养殖业的室内及室外的基于光信息三维空间测量方法。
技术介绍
光资讯如高光谱影像(hyperspectralimaging)是收集及处理整个跨电磁波谱的资讯。不象是人类的眼睛，只能接触到可见光，而高光谱的接触机制，能够接触到红外线到紫外线的范围。例如虾蛄的眼睛，其高光谱能力能够分辨出不同的珊瑚、猎物或猎食者，而这些正是人类所缺少的。高光谱传感器通过大量的不同波段的电磁频谱来探测物体。实际物体会在电磁频谱中留下具有唯一的「指纹」。这些「指纹」被称为光谱特性并可用来确认被识别物体的组成成分。比如说，石油的光谱特性便可以用来帮助矿质学家们找到油田，先前技术是利用高光谱回推预估三维纹理特征。目前一般的高光谱研究因植物高度及叶片曲面角度变异甚大，因此于高光谱仪器资料采集时，会因白平衡校正位置不同而使得不同三维空间上之光谱资料有所不正确，导致目前相关研究多仅得以离体处理，将叶片置于同一高度进行精准的测量。三维扫描仪(3Dscanner)是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状(几何构造)与外观资料(如颜色、表面反照率等性质)。采集到的资料常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中建立实际物体的数位模型。这些模型具有相当广泛的用途，举凡工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学资讯、生物资讯、刑事鉴定、数位文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。三维扫描仪的制作并非依赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。目前并无一体通用之重建技术，仪器与方法往往受限于物体的表面特性。例如光学技术不易处理闪亮(高反照率)、镜面或半透明的表面，而雷射技术不适用于脆弱或易变质的表面。近年来，三维形式的影像资料越来越普遍，例如遥测领域的高光谱影像，医学的核磁共振影像和电脑断层扫描，地质学的震测资料等，提供进行三维纹理分析的可能性。纹理分析为特征提取和影像分析中最重要的方法之一，然而，传统的纹理分析方法，大部分都集中在二维的纹理特性，很少将其拓展至三维形式以处理三维实体资料。有人研究，拓展传统二维(GreyLevelCo-occurrenceMatrix，GLCM)至三维形式(GreyLevelCo-occurrenceMatrixforVolumetricData,GLCMVD)，并将其应用至高光谱影像以提取有用的纹理特征。就传统二维GLCM而言，决定在计算时所需的最佳视窗大小一直是重要的研究课题。先前的研究指出，视窗大小对于分类成果占百分之九十以上的影响量。其原因在于，在计算时需要够大的视窗，才能包含足够的资讯描述资料特性，但在纹理分割时则需要较小的视窗，方可突显不同纹理区块之边界。因此，在GLCMVD计算中，如何决定适合的视窗大小亦是一迫切的问题。为了解决此一问题，本研究提出以半变异元分析于三维资料上之应用，计算在GLCMVD中所需要之最佳视窗大小。其结果显示，将半变异元分析应用至三维资料，确实可以找出最佳视窗大小进行GLCMVD运算。此外本研究之成果亦证实，由三维资料所提取之纹理特征较二维纹理在分类上有更佳的识别能力。近年来来，有人研发新的方法订定三维纹理计算之视窗(核)尺寸，以光谱分离度分析，求得最能区别各类别组的波长取样间距，做为光谱方向的视窗尺寸，并结合半变异元分析决定空间方向的视窗尺寸，增加三维纹理计算的分类精度。研究结果显示，以分离度分析配合半变异元分析决定的视窗尺寸，可产生较佳的三维为例计算成果。此外，灰阶共生张量场在多数的统计指标能有效地提升特征提取与地物分类的成果。该研究所指三维光谱之定义分为影像(二维度)与光谱资讯(一维度)，共组成的三维度资讯，并未揭露立体空间中的三维空间的立体资讯。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于光信息三维空间测量方法。本专利技术采用以下技术方案：一种基于光信息三维空间测量方法，包括以下步骤：S1、收集三维空间信息，所述三维空间信息包含待观测物之高度资讯、平面座标资讯及表面曲率资讯；S2、收集参考基准光资讯讯息，所述参考基准光资讯讯息为收集待观测物存在之空间位置内，不同高度下放置参考板，并测量间隔不同高度下参考板之基准光资讯讯息，以作为一参考数值；S3、收集待观测物光资讯讯息，所述待观测物光资讯讯息为实际测量待观测物之光资讯实测数值；S4、运算三维空间信息校正光资讯讯息，将三维空间信息、参考基准光资讯讯息及待观测物光资讯讯息导入运算三维空间信息校正光资讯讯息，将三维空间信息结合待观测物光资讯讯息，并利用参考基准光资讯讯息运算出三维空间坐标上的实际测量待观测物的校正光资讯讯息。优选地，所述三维空间信息是利用三维扫描仪收集其三维空间信息，该三维扫描仪为至少一接触式扫描仪、非接触式主动扫描仪与非接触式被动扫描仪。优选地，所述参考基准光资讯讯息中，间隔不同高度下参考板之高光谱资讯，以数值分析方法绘制出间隔不同高度下参考板之高光谱资讯之趋势线，以该趋势线作为依据建构待观测物存在之空间位置中不同高度下参考基准光资讯讯息。优选地，所述参考基准光资讯讯息中，该参考板为至少一白板、黑板和其他色板。优选地，所述待观测物光资讯讯息中，该光资讯讯息包括至少一影像、波长范围、强度资讯及时间资讯。优选地，所述待观测物光资讯讯息中，是使用光传感器测量待观测物，该光传感器以大量的不同波段的电磁频谱来测量待观测物。优选地，步骤S1、S2、S3中待观测物与测量仪器的角度为垂直高度至水平高度之间的角度测量。优选地，步骤S1、S2、S3中可置换顺序或同时执行，以缩短测量时间。优选地，所述运算三维空间信息校正光资讯讯息包含至少一高度座标结合校正光资讯影像、高度座标结合校正光资讯波长范围和高度座标结合校正高光资讯强度资讯。优选地，所述运算三维空间信息校正光资讯讯息包含至少一平面座标结合校正光资讯影像、平面座标结合校正光资讯波长范围和平面座标结合校正光资讯强度资讯。采用上述技术方案后，本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下优点：本发引入一致参考值，以校正高光谱资讯的影像、波长范围及强度信息，在资料比对上可清楚分辨出不同高度下测量之高光谱信息量。附图说明图1为本专利技术的系统框架示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例参考图1所示，本专利技术公开了一种基于光信息三维空间测量方法，包括以下步骤:S1、收集三维空间信息，所述三维空间信息包含待观测物之高度资讯、平面座标资讯及表面曲率资讯；S2、收集参考基准光资讯讯息，所述参考基准光资讯讯息为收集待观测物存在之空间位置内，不同高度下放置参考板，并测量间隔不同高度下参考板之基准光资讯讯息，以作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光信息三维空间测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、收集三维空间信息，所述三维空间信息包含待观测物之高度资讯、平面座标资讯及表面曲率资讯；/nS2、收集参考基准光资讯讯息，所述参考基准光资讯讯息为收集待观测物存在之空间位置内，不同高度下放置参考板，并测量间隔不同高度下参考板之基准光资讯讯息，以作为一参考数值；/nS3、收集待观测物光资讯讯息，所述待观测物光资讯讯息为实际测量待观测物之光资讯实测数值；/nS4、运算三维空间信息校正光资讯讯息，将三维空间信息、参考基准光资讯讯息及待观测物光资讯讯息导入运算三维空间信息校正光资讯讯息，将三维空间信息结合待观测物光资讯讯息，并利用参考基准光资讯讯息运算出三维空间坐标上的实际测量待观测物的校正光资讯讯息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光信息三维空间测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、收集三维空间信息，所述三维空间信息包含待观测物之高度资讯、平面座标资讯及表面曲率资讯；
S2、收集参考基准光资讯讯息，所述参考基准光资讯讯息为收集待观测物存在之空间位置内，不同高度下放置参考板，并测量间隔不同高度下参考板之基准光资讯讯息，以作为一参考数值；
S3、收集待观测物光资讯讯息，所述待观测物光资讯讯息为实际测量待观测物之光资讯实测数值；
S4、运算三维空间信息校正光资讯讯息，将三维空间信息、参考基准光资讯讯息及待观测物光资讯讯息导入运算三维空间信息校正光资讯讯息，将三维空间信息结合待观测物光资讯讯息，并利用参考基准光资讯讯息运算出三维空间坐标上的实际测量待观测物的校正光资讯讯息。


2.如权利要求1所述的一种基于光信息的三维空间测量方法，其特征在于，所述三维空间信息是利用三维扫描仪收集其三维空间信息，该三维扫描仪为至少一接触式扫描仪、非接触式主动扫描仪与非接触式被动扫描仪。


3.如权利要求1所述的一种基于光信息的三维空间测量方法，其特征在于，所述参考基准光资讯讯息中，间隔不同高度下参考板之高光谱资讯，以数值分析方法绘制出间隔不同高度下参考板之高光谱资讯之趋势线，以该趋势线作为依据建构待观测物存在之空间位置中不同高度下参考基准光资讯讯息。


4.如权利要求1所述的一种基于光信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：张简庆宾，陈柏安，
申请(专利权)人：厦门海铂特生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35