[发明专利]一种快速建立三维空间模型的方法

权利要求书

1.一种快速建立三维空间模型的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：在室内空间内通过启动步进电机驱动激光扫描仪转动，记录步进电机每转动一个角度α时，获取该激光扫描仪采集室内空间内各个角度的空间数据；所述激光扫描仪获取室内空间内各个角度的空间数据包括激光扫描仪与室内空间内的侧面的直线距离，以及步进电机每转动一个角度α时激光扫描仪所采集的室内三维空间点数；步进电机每转动一个角度α时所包括的点数等于扫描时间×α×扫描精度，步进电机每转动一个角度α时的点数等于(扫描时间-γ)×α×扫描精度,其中，γ为修正时间；

步骤S2：记录步进电机每次启动到停止转动的持续时间，以及记录激光扫描仪每次扫描室内三维空间所持续的时间；记录所述激光扫描仪每次扫描室内三维空间所持续的时间包括起始时间T0、扫描时间Ts和停止时间Tn，其中，扫描时间Ts＝停止时间Tn-起始时间T0，因此，采集点总数为Ts×α×扫描精度；

步骤S3：获取激光扫描仪与步进电机同步转动的时间内所扫描采集的三维空间数据，并将所扫描的三维空间数据分布成连续的空间点，得到三维数据集合；

步骤S4：通过三维数据集合的坐标系变换成二维数据集合的坐标系，来使所述二维数据集合的每个二维数据映射至所述三维数据集合空间的封闭面；

步骤S5：在所述三维数据集合空间的封闭面内，搜索空间点M投影所在的位置，以所搜到的每个空间点M投影构建封闭面为基础数据信息进行逐次迭代逼近计算，使每个封闭面与每个三维数据集合进行映射重合，构建准确接近三维空间内部形态，从而实现对室内三维空间大小的建模。

2.根据权利要求1所述一种快速建立三维空间模型的方法，其特征在于：所述激光扫描仪在室内三维空间内相对室内地面的高度为0.8m～1.2m，扫描精度为每秒256个采集点。

3.根据权利要求1所述的一种快速建立三维空间模型的方法，其特征在于：步骤S5中在所述三维数据集合空间的封闭面内，搜索空间点M投影所在的位置，以所搜到的每个空间点M投影构建封闭面为基础数据信息进行逐次迭代逼近计算，包括如下步骤：

步骤S51：以动激光扫描仪所在的位置为原点O，建立以X轴、Y轴、Z轴为三维坐标系，将所搜到的空间点M分别在XOY、XOZ和YOZ的三个坐标平面内依次进行投影，在每个坐标平面内分别得到投影点集合阵列P_i、Q_j、S_k，其中，i＝0、1…n、n+1；j＝0、1…m，m+1；k＝0、1…q、q+1；

步骤S52：以第一个投影点集合为起始点，分别选择P_i、Q_j、S_k中与起始点最近的相邻空间点在不同方向(μ,ν)所形成的空间曲面；

步骤S53：对每个空间曲面S(μ,ν)按照扫描的时间先后顺序进行逐插接次拼接。