[发明专利]一种基于白光扫描仪的点云融合方法及系统

权利要求书

1.一种基于白光扫描仪的点云融合方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1，采用白光扫描仪的散斑纹理光线拍摄样本在其投影场景中的不同视觉下的多幅影像；

S2，分别对在同一时刻拍摄的每两幅所述影像进行影像匹配，得出用于表征该投影场景中样本三维点的多幅深度图；

S3，将不同位置的所述深度图分别放置在预先建立的TSDF模型的对应位置中，则多幅所述深度图中的每一个三维点都落入到所述TSDF模型对应的体素中；

S4，对每一个所述三维点到对应的所述体素的中心点的距离进行加权平均处理,完成样本真实表面的点云融合；

所述S1具体为，

S11，所述白光扫描仪中的投影仪将随机生成的散斑纹理光线投影到所述样本上；

S12，利用所述白光扫描仪中两台相隔预设距离的灰度相机同时获取所述样本在投影仪的投影场景中的不同视觉下的多幅所述影像；

所述S4具体为，

S41，通过索引检索出与每一个所述三维点对应的所述体素的中心点的空间位置坐标；

S42，分别将与每一个所述三维点对应的所述体素的中心点反投影至对应的所述深度图中，内插出与每一个所述三维点对应的所述体素的中心点分别到对应的所述灰度相机之间的距离，并结合对应的所述体素的中心点的空间位置坐标和对应的所述灰度相机的位置坐标分别计算出每一个所述三维点的有向距离场；

S43，分别对每一个所述有向距离场进行归一化处理；

S44，对归一化后的每一个所述有向距离场分别进行加权平均处理，完成所述样本真实表面的点云融合。

2.根据权利要求1所述的一种基于白光扫描仪的点云融合方法，其特征在于：还包括S5，所述S5具体为，

重复循环执行上述步骤S1-S4，直至影像拍摄完成；

基于所述白光扫描仪的投影光线的方向计算所述体素间的过零值作为所述样本表面点的近似位置，得到点云融合的结果。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于白光扫描仪的点云融合方法，其特征在于：所述S2具体为，

S21，分别对两台所述灰度相机在同一时刻拍摄的每两幅所述影像进行核线校正，生成两幅核线影像；

S22，采用半全局影像匹配的方法对对应的每两幅所述核线影像进行影像匹配，分别获取对应的每两幅所述核线影像的同名像点；

S23，根据对应的每两个所述同名像点的坐标差计算出对应的每两幅所述影像之间的视差；

S24，分别转换对应的每两幅所述影像之间的视差的表达式得到多幅所述深度图。

4.一种基于白光扫描仪的点云融合系统，其特征在于：包括白光扫描仪、影像匹配模块、TSDF模型模块和加权平均处理模块，

所述白光扫描仪，其用于采用白光扫描仪的散斑纹理光线拍摄样本在其投影场景中的不同视觉下的多幅影像；

所述影像匹配模块，其用于分别对在同一时刻拍摄的每两幅所述影像进行影像匹配，得出用于表征该投影场景中样本三维点的多幅深度图；

所述TSDF模型模块，其用于将不同位置的所述深度图分别放置在预先建立的TSDF模型的对应位置中，则多幅所述深度图中的每一个三维点都落入到所述TSDF模型对应的体素中；

所述加权平均处理模块，其用于对每一个所述三维点到对应的所述体素的中心点的距离进行加权平均处理,完成样本真实表面的点云融合；

所述白光扫描仪包括一台投影仪和以预设距离分布在所述投影仪两侧的两台灰度相机，所述白光扫描仪具体用于，

投影仪将随机生成的散斑纹理光线投影到所述样本上；

两台灰度相机同时获取所述样本在投影仪的投影场景中的不同视觉下的多幅所述影像；

所述加权平均处理模块具体用于，

通过索引检索出与每一个所述三维点对应的所述体素的中心点的空间位置坐标；

分别将与每一个所述三维点对应的所述体素的中心点反投影至所述深度图中，内插出与每一个所述三维点对应的所述体素的中心点分别到对应的所述灰度相机之间的距离，并结合对应的所述体素的中心点的空间位置坐标和对应的所述灰度相机的位置坐标分别计算出每一个所述三维点的有向距离场；

分别对每一个所述有向距离场进行归一化处理；

对归一化后的每一个所述有向距离场分别进行加权平均处理，完成所述样本真实表面的点云融合。