一种三维物体的表面覆盖扫描方法技术

本发明专利技术公开了一种三维物体的表面覆盖扫描方法

【技术实现步骤摘要】
一种三维物体的表面覆盖扫描方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及三维扫描
，尤其涉及一种三维物体的表面覆盖扫描方法
、
装置
、
设备及介质
。

技术介绍

[0002]在三维物体的形状测量或外观检测等应用过程中，常需要对三维物体的表面进行扫描，以获取三维物体的表面形状的相关数据
。
[0003]传统的三维物体表面覆盖扫描方法通常采用单视点扫描物体表面，难以实现对三维物体的全覆盖扫描，并且单视点扫描存在所需扫描时间较长
、
扫描效率与扫描精度较低等问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种三维物体的表面覆盖扫描方法
、
装置
、
设备及介质，能够实现对三维物体的全覆盖扫描，并且能够有效减少扫描时间，提高扫描精度
。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供了一种三维物体的表面覆盖扫描方法，包括：
[0006]对目标三维物体的三维表面特征进行分割处理，得到多个区域特征，其中，不同区域特征对应目标三维物体上的不同物体表面分区，所述三维表面特征包括三维表面点云或者三维表面点云的变形格式；
[0007]根据各区域特征，确定与每个物体表面分区分别对应的测地线方向；
[0008]沿测地线方向，确定与每个物体表面分区对应的多条扫描轴线中各点的设置位置，并根据各扫描轴线中各点在物体表面分区投影位置处的物体表面形状，确定各扫描轴线的形状；<br/>[0009]将确定出的各扫描轴线组合得到目标三维物体的覆盖扫描路径，并将覆盖扫描路径提供给多视点扫描机构，以供多视点扫描机构跟随覆盖扫描路径中各扫描轴线进行形变后，对目标三维物体进行覆盖扫描；
[0010]其中，多视点扫描机构包括可变形轴线和设置在可变形轴线上的多个摄像头，可变形轴线用于进行变形
、
扭转
、
拉伸以及压缩中的至少一项形变
。
[0011]根据本专利技术的另一方面，提供了一种三维物体的表面覆盖扫描装置，包括：
[0012]区域特征获取模块，用于对目标三维物体的三维表面特征进行分割处理，得到多个区域特征，其中，不同区域特征对应目标三维物体上的不同物体表面分区，所述三维表面特征包括三维表面点云或者三维表面点云的变形格式；
[0013]测地线方向确定模块，用于根据各区域特征，确定与每个物体表面分区分别对应的测地线方向；
[0014]扫描信息确定模块，用于沿测地线方向，确定与每个物体表面分区对应的多条扫描轴线中各点的设置位置，并根据各扫描轴线中各点在物体表面分区投影位置处的物体表面形状，确定各扫描轴线的形状；
[0015]覆盖扫描模块，用于将确定出的各扫描轴线组合得到目标三维物体的覆盖扫描路径，并将覆盖扫描路径提供给多视点扫描机构，以供多视点扫描机构跟随覆盖扫描路径中各扫描轴线进行形变后，对目标三维物体进行覆盖扫描；
[0016]其中，多视点扫描机构包括可变形轴线和设置在可变形轴线上的多个摄像头，可变形轴线用于进行变形
、
扭转
、
拉伸以及压缩中的至少一项形变
。
[0017]根据本专利技术的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
[0018]至少一个处理器；以及
[0019]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0020]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例所述的三维物体的表面覆盖扫描方法
。
[0021]根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本专利技术任一实施例所述的三维物体的表面覆盖扫描方法
。
[0022]本专利技术实施例的技术方案，通过将目标三维物体的三维表面点云分割成多个区域点云，根据区域点云确定每个物体表面分区分别对应的测地线方向，沿测地线方向，确定与每个物体表面分区对应的多条扫描轴线中各点的设置位置，进而确定各扫描轴线的形状，并组合得到目标三维物体的覆盖扫描路径，以供多视点扫描机构跟随覆盖扫描路径中各扫描轴线进行形变后，对目标三维物体进行覆盖扫描的方式，能够对覆盖扫描路径进行优化，尽量减少覆盖扫描路径，有效减少了覆盖扫描时间，但同时又保证了覆盖扫描的扫描精度，提高了覆盖扫描效率
。
[0023]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围
。
本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解
。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0025]图1是根据本专利技术实施例一提供的一种三维物体的表面覆盖扫描方法的流程图；
[0026]图2是根据本专利技术实施例提供的一种三维表面点云的分割处理结果示意图；
[0027]图3是根据本专利技术实施例提供的一种三维物体表面分区的示意图；
[0028]图4是根据本专利技术实施例提供的一种扫描轴线的示意图；
[0029]图5是根据本专利技术实施例提供的一种多视点扫描机构的结构示意图；
[0030]图6是根据本专利技术实施例二提供的另一种三维物体的表面覆盖扫描方法的流程图；
[0031]图7是根据本专利技术实施例三提供的一种三维物体的表面覆盖扫描装置的结构示意图；
[0032]图8是实现本专利技术实施例的三维物体的表面覆盖扫描方法的电子设备的结构示意
图
。
具体实施方式
[0033]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围
。
[0034]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序
。
应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施
。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程
、
方法
、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三维物体的表面覆盖扫描方法，其特征在于，包括：对目标三维物体的三维表面特征进行分割处理，得到多个区域特征，其中，不同区域特征对应目标三维物体上的不同物体表面分区，所述三维表面特征包括三维表面点云或者三维表面点云的变形格式；根据各区域特征，确定与每个物体表面分区分别对应的测地线方向；沿测地线方向，确定与每个物体表面分区对应的多条扫描轴线中各点的设置位置，并根据各扫描轴线中各点在物体表面分区投影位置处的物体表面形状，确定各扫描轴线的形状；将确定出的各扫描轴线组合得到目标三维物体的覆盖扫描路径，并将覆盖扫描路径提供给多视点扫描机构，以供多视点扫描机构跟随覆盖扫描路径中各扫描轴线进行形变后，对目标三维物体进行覆盖扫描；其中，多视点扫描机构包括可变形轴线和设置在可变形轴线上的多个摄像头，可变形轴线用于进行变形
、
扭转
、
拉伸以及压缩中的至少一项形变
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿测地线方向，确定与每个物体表面分区对应的多条扫描轴线中各点的设置位置，并根据各扫描轴线中各点在物体表面分区投影位置处的物体表面形状，确定各扫描轴线的形状，包括：获取当前处理的目标物体表面分区，并在所述目标物体表面分区中获取垂直于所述目标物体表面分区的目标测地线方向的一条分区边缘线；沿分区边缘线上各点的法向量方向，将分区边缘线上各点移动预设的安全距离，得到起始扫描轴线上各点的设置位置；根据分区边缘线上各点的曲率，对起始扫描轴线上各点进行曲线拟合，得到起始扫描轴线的形状；以起始扫描轴线为起点，按照预设的扫描路径间隔，沿目标测地线方向进行等步长移动，确定出至少一个新的扫描轴线中各点的设置位置；按照新的扫描轴线中各点的设置位置，确定各所述新的扫描轴线在所述目标物体表面分区中的投影参考线，并根据各所述投影参考线的曲线形状，确定各所述新的扫描轴线的形状；返回执行获取当前处理的目标物体表面分区的操作，直至完成对全部物体表面分区的处理
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按照新的扫描轴线中各点的设置位置，确定各所述新的扫描轴线在所述目标物体表面分区中的投影参考线，并根据各所述投影参考线的曲线形状，确定各所述新的扫描轴线的形状，包括：沿新的扫描轴线上各点的设置位置，向所述目标物体表面分区进行投影，得到目标物体表面分区中与所述新的扫描轴线匹配的投影参考线上的投影点；根据各投影点的曲率，对各所述新的扫描轴线上各点进行曲线拟合，得到各所述新的扫描轴线的形状
。4.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述安全距离由所述多视点扫描机构中摄像头视场的深度范围
、
精度和视场重叠范围大小共同确定；所述扫描路径间隔由所述视场重叠范围大小确定
。
5.
一种三维物体的表面覆盖扫描装置，其特征在于，包括：区域特征获取模块，用于对目标三维物体的三维表面特征进行分割处理，得到多个区域特征，其中，不同区域特征对应目标三维物体上的不同物体表面分区，所述三维表面特征包括三维表面点云或者三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张威，熊澳鑫，张博利，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：