[发明专利]基于三角测距的房屋轮廓构建算法

摘要

本发明提出了一种基于三角测距的房屋轮廓构建算法，利用三维激光扫描仪的水平一字线性激光器和竖直一字线性激光器投射到墙面上，由于墙面阴角线的存在，激光线会被调制成折线的形式，通过接收装置中的工业相机获得的图像来设计算法检测折线的转折点，将转折点的图像坐标代入到三角测距的数学模型解算出转折点的三维坐标即可构建出墙面的轮廓。其中水平投射的一字线性激光器用来构建墙面的竖直轮廓，竖直投射的一字线性激光器用来构建房屋的水平轮廓。通过规划好的扫描路径实现房屋轮廓的构建，所获得的点云可以导入到CAXA等三维绘图软件中直接测量房屋的尺寸。解决了在室内装修工作中人工测量尺寸不便，精度较低的问题。

主权项

1.一种基于三角测距的房屋轮廓构建算法，其特征在于：所述房屋轮廓构建算法采用三维激光扫描仪实现，所述三维激光扫描仪包括俯仰转台、水平转台、竖直一字线性激光器、水平一字线性激光器和接收装置；所述水平一字线性激光器和竖直一字线性激光器投射到房屋墙面上，由于墙面阴角线的存在，激光线被表现成折线的形式，通过接收装置中的工业相机获得的图像来检测折线的转折点，将转折点的图像坐标代入到三角测距的数学模型解算出转折点的三维坐标即可根据扫描轨迹算法构建出墙面的轮廓；其中，所述转折点的检测包括以下步骤：/n(1)初步选择转折点/n选取像素遍历的第一步长s₁，则斜率的计算公式为：/nk(i)＝(P(i+s₁-1).v-P(i).v)/(P(i+s₁-1).u-P(i).u)/n其中，P(i).u代表光条上的第i个点在像素坐标系u轴上的坐标，P(i).v代表光条上的第i个点在像素坐标系v轴上的坐标；如果i满足以下判据则P(i)被定义为初选转折点：/nk(i+s₂)×k(i)＜0，s₂为第一选择步长；/n(2)进一步选择转折点/n选取斜率的遍历步长s₃，S₁＞S₃，得到：/nkk(i)＝(P(i+s₃-1).v-P(i).v)/(P(i+s₃-1).u-P(i).u)/n如果i满足以下判据则P(i)被定义为近似转折点：/nkk(i+s₄)×kk(i)＜0，s₄为第二选择步长；/n(3)求拟合直线的交点/n为了求得更加精确的转折点信息，采用通过直线拟合求交点的方式进行转折点的求解；以近似转折点为基准，向前与向后各选择N个像素点，并通过最小二乘法分别做直线拟合，然后求得两条直线的交点即为转折点。/n