[发明专利]一种高精度三维数据实时渐进式渲染方法和系统

说明书

本发明公开了一种高精度三维数据实时渐进式渲染方法和系统，其中方法包括：设置三维数据的采集参数；根据采样率对每次采集的M行三维数据进行等间隔采样；初始化数据点数组vertex、有效标记数组valid和颜色数组color；按照行列遍历采集的三维数据，生成数据点数组vertex，并将为无效值的三维数据的有效标记数组valid赋值为false；通过对三维数据线性映射的方式在线性查找表LUT中获得颜色数组color；根据有效标记数组valid生成三角面片索引数组并计算法向数组；将数据点数组vertex，颜色数组color，法向数组和三角面片索引数组传入着色器中进行渲染。本发明通过渐进式地计算三角面片索引，并传入到着色器中进行渲染，可以解决渲染过程中的掉帧和卡顿问题，提高了渲染效率。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种高精度三维数据实时渐进式渲染方法和系统。

背景技术

近年来，随着自动化技术的迅猛发展，在一些不适于人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合，机器视觉被引入并代替了传统的人工检测方法，极大地提高了生产的效率和自动化程度。机器视觉就是用计算机来模拟人的视觉功能，但并不仅仅是人眼的简单延伸，更重要的是具有人脑的一部分功能，即具有从目标(客观事物)的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制的能力。机器视觉成像的一个重要特点是从图像中获取目标的信息。较早前的机器视觉成像主要依赖于二维(2D)机器视觉技术：根据灰度或彩色图像中的像素灰度特征获取目标中物体的纹理、形状、位置、尺寸和方向等信息，但随着当前“智能制造”技术对机器视觉性能的要求逐渐增高，二维机器视觉技术的局限性愈发明显，于是迫切需要三维(3D)视觉成像技术的发展及应用。

目前，三维视觉成像技术主要有：飞行时间法(Time Of Flight，TOF)、光栅结构光法、双目立体视觉法和激光三角测量法等，可以实现对目标的三维信息的感知和收集。其中，激光三角测量法虽然已经存在了数十年，但目前仍然被广泛使用。其工作原理是利用激光光源、目标和相机定义一个空间三角形，并通过确定三者之间的相交角度来计算目标的三维数据，比如表面高度和轮廓信息，具有非常高的分辨率和测量精度。不过，唯一不足之处是，利用现有的渲染方法处理和渲染通过激光三角测量法采集到的三维数据时，不仅对硬件要求较高，而且渲染过程中还容易出现掉帧和卡顿现象。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

发明内容

本发明提供一种高精度三维数据实时渐进式渲染方法和系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种高精度三维数据实时渐进式渲染方法，所述方法包括：

设置三维数据的采集参数，所述采集参数包括采集图像的行数row、采集列数col、X方向的分辨率xr、Y方向的分辨率yr、Z方向的分辨率zr、采样率ratio；

根据采样率对每次采集的M行三维数据进行等间隔采样，得到大小为M*width/ratio的数据数组，其中，所述Width为图像的宽度值；

初始化三个长度为M*width/ratio的数组：数据点数组vertex、有效标记数组valid和颜色数组color；

按照行列遍历采集的三维数据，生成数据点数组vertex，并将为无效值的三维数据的有效标记数组valid赋值为false；

通过对三维数据线性映射的方式在线性查找表LUT中获得颜色数组color；

根据有效标记数组valid生成三角面片索引数组；

根据生成的生成三角面片索引数组计算法向数组；