一种精度评估方法、系统、电子设备和存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种精度评估方法、系统、电子设备和存储介质，其中精度评估方法用于单帧点云的成像质量或多帧点云的拼接效果的精度评估，包括：获取室内建筑的指定区域上布置的多个特征标靶的点云数据，其中，各个特征标靶大小一致且均匀排布；根据所述点云数据进行一个或多个精度评估指标的计算，以用于精度评估。本实施例的技术方案，通过在室内建筑的指定区域布置多个特征标靶，对指定区域设置的特征标识进行点云扫描，基于得到的点云数据进行精度评估。其中，该特征标靶成本低，便于在室内建筑的指定区域进行快速设置，降低了精度评估的成本及难点。

【技术实现步骤摘要】
一种精度评估方法、系统、电子设备和存储介质
本申请基于2019年11月19日在国内申请的中国专利201911135057.1要求优先权，其公开内容通过引用合并于此。本专利技术实施例涉及标定技术，尤其涉及一种精度评估方法、系统、电子设备和存储介质。
技术介绍
在建筑施工阶段，由于人工作业效率限制，实测实量工人只能对数据进行部分采集，采集方式多凭经验及感觉，虽有操作技术规范，但实际上难以严格按本实施。这样无论建筑数据类型还是数据采集方法，都难以评估及保证实测实量结果的精度。目前，可通过建筑实测实量机器人基于高精度视觉传感系统，对建筑施工阶段的室内数据进行三维重建，通过测量算法处理三维点云数据，从而得到各个待测指标。具体的，多采用建筑实测实量机器人配合球型标靶的装置评估该示值误差，但建筑测量空间过大，球型标靶的尺寸较小成本较高，且难以配合在墙面、天花板等数据对象上。
技术实现思路
本专利技术提供一种精度评估方法、系统、电子设备和存储介质，以实现降低精度评估成本和评估难度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种精度评估方法，该方法用于单帧点云的成像质量或多帧点云的拼接效果的精度评估，包括：获取室内建筑的指定区域上布置的多个特征标靶的点云数据，其中，各个特征标靶大小一致且均匀排布；根据所述点云数据进行一个或多个精度评估指标的计算，以用于精度评估。可选的，所述特征标靶中的每一个具有独一无二的编码标记，以通过编码标记能将获取的点云数据与各个特征标靶一一对应。这样设置的好处在于：可准确识别出每一个特征标靶，以通过识别出的特征标靶进行精度评估。可选的，所述精度评估方法在用于评估单帧点云的成像质量时，所述室内建筑的指定区域布置的多个特征标靶包括：在所述室内建筑中一房间的一阴角区域，于构成阴角区域的三个建筑面上布置的多个特征标靶。这样设置的好处在于：通过在阴角区域的三个建筑面上布置的多个特征标靶，提供多个建筑面进行精度评估，以提高评估的全面性。可选的，所述阴角区域的对角线长度不小于所述房间的对角线长度的1/3。这样设置的好处在于：保证进行精度评估的空间足够大，避免进行精度评估的阴角区域过小导致的评估不准确的问题。可选的，对于构成阴角区域的三个任一建筑面上布置的多个特征标靶，设其所在建筑面与其接壤的两个建筑面的两条交线分别为L1和L2，其所在建筑面的两条对角线分别为L3和L4，多个特征标靶排列成平行于L1和L2中的至少一个，以及排列成平行于L3和L4中的至少一个。这样设置的好处在于：可实现标定设备对不同方向的特征标靶的精度评估，保证了对精度评估的全面性。可选的，所述精度评估方法在用于评估单帧点云的成像质量时，获取室内建筑的指定区域上布置的多个特征标靶的点云数据具体包括：多次获取构成阴角区域的三个建筑面上的特征标靶的点云数据。可选的，所述精度评估方法在用于评估单帧点云的成像质量时，进行所述精度评估指标的计算包括标靶重复性、空间重复性和空间距离示值误差的一者或多者，其中，标靶重复性，是指对同一特征标靶进行多次测量，所测得的标靶中心的误差；空间重复性，是指对同一特征标靶进行多次测量，所测得的深度空间距离的误差；空间距离示值误差，是指任意两个特征标靶的测量中心距与其真值中心距之间的误差。这样设置的好处在于：基于标靶重复性、空间重复性和空间距离示值误差中的至少一项对标定设备进行全面的精度评估，提高评估准确性。可选的，所述标靶重复性，由下式计算：其中，上式中，s(δ)为标靶重复性，δi为重复测量同一特征标靶i时，其标靶中心的误差，(Xi,Yi,Zi)为所述特征标靶i的标靶中心的测量值，为所述特征标靶i的标靶中心的多个测量值的平均值，n为测量次数。这样设置的好处在于：通过标靶重复性评估标定设备的在点云数据获取过程中的抖动情况。可选的，所述空间重复性，由下式计算：上式中，s(Z)为空间重复性，Zi为重复测量同一特征标靶i时，所述特征标靶i的标靶中心的z方向的深度测量值，为所述特征标靶i的多个深度测量值的平均值，n为测量次数。这样设置的好处在于：通过空间重复性评估标定设备的在点云数据获取过程深度信息的准确性。可选的，空间距离示值误差，由下式计算：ΔLi-j＝Li-j-Ls(i-j)，(i≠j)其中，上式中，ΔLi-j为空间距离示值误差，Li-j为特征标靶i与特征标靶j之间的空间距离的测量值，Ls(i-j)为特征标靶i与特征标靶j之间的空间距离的理论值，(Xi,Yi,Zi)是特征标靶i的标靶中心的测量值，(Xj,Yj,Zj)是特征标靶j的标靶中心的测量值，(Xi′,Yi′,Zi′)是特征标靶i的标靶中心的理论值，(Xj′,Yj′,Zj′)是特征标靶j的标靶中心的理论值，特征标靶i和特征标靶j为位于相同或者不同的建筑面上的任意两个特征标靶。这样设置的好处在于：通过空间距离示值误差评估标定设备获取的点云数据中平面数据的准确性。可选的，所述精度评估方法在用于评估多帧点云的拼接效果时，所述室内建筑的指定区域布置的多个特征标靶包括：在所述室内建筑中一房间的一建筑面布置的多个特征标靶；获取室内建筑的指定区域上布置的多个特征标靶的点云数据具体包括：获取对应于同一所述建筑面的待拼接的多帧点云数据，提取在拼接处的相互匹配的特征标靶的点云数据。这样设置的好处在于：可选的，所述精度评估方法在用于评估多帧点云的拼接效果时，进行所述精度评估指标的计算包括拼接平整度、拼接重合度的一者或多者，其中，拼接平整度，是衡量拼接后的多帧点云的平整程度的指标；拼接重合度，是衡量拼接后的多帧点云的重合程度的指标。这样设置的好处在于：通过拼接平整度和/或拼接重合度对拼接后的点云数据进行评估，提高了精度评估的准确性。可选的，所述拼接平整度的计算具体包括：获取待拼接的多帧点云数据，提取在拼接处的相互匹配的特征标靶的点云数据，由平面拟合获取所述点云数据所在的两个平面，获取两个平面各自的平面法向量，由两个平面法向量的叉乘得到所述拼接平整度。这样设置的好处在于：通过拼接平整度衡量拼接后点云数据的平整度，以保证拼接后的点云数据不存在拼接痕迹。所述拼接重合度由下式计算得出：其中，式中，Dp为拼接重合度，Pi-j为特征标靶i与特征标靶j之间的空间距离值，(Xi,Yi,Zi)是特征标靶i的标靶中心的测量值，(Xj,Yj,Zj)是特征标靶j的标靶中心的测量值，其中，特征标靶i和特征标靶j为位于相同的建筑面上的，且在多帧点云数据的拼接处相互匹配的两个特征标靶，n为标靶测点匹配对的数量。这样设置的好处在于：通过进行拼接的两帧点云数据中具有相同编码标记的特征标靶在拼接后的位置信息计算拼接重合度，实现对拼接重合效果的精度评估。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种用于本专利技术实施例提供的精度评估方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精度评估方法，该方法用于单帧点云的成像质量或多帧点云的拼接效果的精度评估，其特征在于，包括：/n获取室内建筑的指定区域上布置的多个特征标靶的点云数据，其中，各个特征标靶大小一致且均匀排布；/n根据所述点云数据进行一个或多个精度评估指标的计算，以用于精度评估。/n

【技术特征摘要】
20191119 CN 20191113505711.一种精度评估方法，该方法用于单帧点云的成像质量或多帧点云的拼接效果的精度评估，其特征在于，包括：
获取室内建筑的指定区域上布置的多个特征标靶的点云数据，其中，各个特征标靶大小一致且均匀排布；
根据所述点云数据进行一个或多个精度评估指标的计算，以用于精度评估。


2.根据权利要求1所述的方法，所述特征标靶中的每一个具有独一无二的编码标记，以通过编码标记能将获取的点云数据与各个特征标靶一一对应。


3.根据权利要求1所述的方法，所述精度评估方法在用于评估单帧点云的成像质量时，所述室内建筑的指定区域布置的多个特征标靶包括：在所述室内建筑中一房间的一阴角区域，于构成阴角区域的三个建筑面上布置的多个特征标靶。


4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
所述阴角区域的对角线长度不小于所述房间的对角线长度的1/3。


5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
对于构成阴角区域的三个任一建筑面上布置的多个特征标靶，设其所在建筑面与其接壤的两个建筑面的两条交线分别为L1和L2，其所在建筑面的两条对角线分别为L3和L4，多个特征标靶排列成平行于L1和L2中的至少一个，以及排列成平行于L3和L4中的至少一个。


6.根据权利要求5所述的方法，所述精度评估方法在用于评估单帧点云的成像质量时，获取室内建筑的指定区域上布置的多个特征标靶的点云数据具体包括：
多次获取构成阴角区域的三个建筑面上的特征标靶的点云数据。


7.根据权利要求1所述的方法，所述精度评估方法在用于评估单帧点云的成像质量时，进行所述精度评估指标的计算包括标靶重复性、空间重复性和空间距离示值误差的一者或多者，其中，
标靶重复性，是指对同一特征标靶进行多次测量，所测得的标靶中心的误差；
空间重复性，是指对同一特征标靶进行多次测量，所测得的深度空间距离的误差；
空间距离示值误差，是指任意两个特征标靶的测量中心距与其真值中心距之间的误差。


8.根据权利要求7所述的方法，所述标靶重复性，由下式计算：



其中，
上式中，s(δ)为标靶重复性，δi为重复测量同一特征标靶i时，其标靶中心的误差，(Xi,Yi,Zi)为所述特征标靶i的标靶中心的测量值，为所述特征标靶i的标靶中心的多个测量值的平均值，n为测量次数。


9.根据权利要求7所述的方法，所述空间重复性，由下式计算：



上式中，s(Z)为空间重复性，Zi为重复测量同一特征标靶i时，所述特征标靶i的标靶中心的z方向的深度测量值，为所述特征标靶i的多个深度测量值的平均值，n为测量次数。


10.根据权利要求7所述的方法，空间距离示值误差，由下式计算：
ΔLi-j＝Li-j-Ls(i-j)，(i...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧清扬，
申请(专利权)人：广东博智林机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44