[发明专利]一种三维重建点云精度和完整度评价方法

说明书

本发明公开了一种三维重建点云精度和完整度评价方法，具体步骤包括如下：(1)将真值点云模型G和重建点云模型R进行空间点云配准；(2)根据所述真值点云模型G计算得到相对尺度单位ε；(3)以所述相对尺度单位ε为度量单位，距离系数为d的情况下，评价精确度P(d)、完整度C(d)和综合指标F(d)。本发明提供了一种从三维重建获取点云模型的精度和完整度方面进行重建点云的客观定量评估，以助推重建技术的进一步发展的三维重建点云精度和完整度评价方法。

技术领域

本发明涉及数字几何处理领域，更具体的说是涉及一种三维重建点云精度和完整度评价方法。

背景技术

计算机领域中，三维重建根据图像进行三维重建恢复目标或场景的三维信息，在虚拟现实和增强现实领域用着广泛应用。三维重建生成的模型结果主要为目标或场景表面点的空间坐标，一般主要通过整体或局部细节的重建效果进行主观评价，缺乏通用的定量评价体系。

因此，如何提供一种从三维重建获取点云模型的精度和完整度方面进行重建点云的客观定量评估，以助推重建技术的进一步发展，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种从三维重建获取点云模型的精度和完整度方面进行重建点云的客观定量评估，以助推重建技术的进一步发展的三维重建点云精度和完整度评价方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种三维重建点云精度和完整度评价方法，具体步骤包括如下：

(1)将真值点云模型G和重建点云模型R进行空间点云配准；

(2)根据所述真值点云模型G计算得到自适应尺度单位ε；

(3)以所述自适应尺度单位ε为度量单位，距离系数为d的情况下，评价精确度P(d)、完整度C(d)和综合指标F(d)。

通过上述技术方案，本发明的技术效果：为三维重建结果评估提供了有效可靠的客观定量评价指标，有助于推动重建技术的进一步发展；可用基于图像的三维重建效果评估，同时也能推广应用于其他点云结果的效果评估，具有广阔的应用。

优选的，在上述一种三维重建点云精度和完整度评价方法中，所述步骤(1)空间点云配准的方法包括：人工手动配准、算法自动配准和人工手动、算法相结合。

通过上述技术方案，本发明的技术效果：由于真值点云模型G和重建点云模型R所使用的坐标系不一致，其在尺寸大小、空间位置和姿态上存在差异，因此首先需要对和进行匹配对准，从而使得真值点云模型G和重建点云模型R在空间中完全重合。

优选的，在上述一种三维重建点云精度和完整度评价方法中，所述步骤(2)中，所述自适应尺度单位ε由两个点云长度信息合成，一个是点云最小空间尺寸l_D，另一个则是点云表面粗糙度度量l_R；其中，l_D为空间点云最小外接包围盒的最短边长；l_R是点云表面粗糙度的衡量；对于点云P中各点p，用p的k个邻域点N_k(p)进行平面拟合，得到拟合平面的误差均值μ_p和误差均方根σ_p；l_R则为所有点对应的平面拟合误差均值和误差均方根的加权和：

其中|P|表示点云p中点的个数；a、b为两个常系数；自适应尺度单位ε最终定义为：

ε＝min(β·l_D，max(α，l_R))，α＜β

其中α、β为两个常系数。

通过上述技术方案，本发明的技术效果：不同的点云模型的坐标单位度量不统一，为了适应点云模型的尺度特性，提出使用一种自适应尺度单位。