點云拼接處理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種點云處理技術(shù)，尤其涉及一種點云拼接處理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在點云掃描技術(shù)中，若要掃描完整的產(chǎn)品，需要在不同位置對產(chǎn)品進行掃描，之后 將不同位置掃描得到的點云進行拼接，以獲得該產(chǎn)品的由點云組成的模型。一般而言，以往 的掃描方式是通過貼卷標點的方式進行拼接掃描，操作比較麻煩，需要人工在掃描治具上 貼上標簽點，然后再將卷標點的位置數(shù)據(jù)掃入存盤，之后進行卷標點掃描。如此一來，卷標 點掃描工序復(fù)雜，耗時較長，且效率及精度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種點云拼接處理系統(tǒng)，其可以不需要通過貼卷標點 的方式進行拼接掃描，節(jié)約了掃描時間，提高了掃描的效率和精度。
[0004] 還有必要提供一種點云拼接處理方法，其可以不需要通過貼卷標點的方式進行拼 接掃描，節(jié)約了掃描時間，提高了掃描的效率和精度。
[0005] -種點云拼接處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)運行于主機中，該主機與旋轉(zhuǎn)臺連接，該系統(tǒng)包 括：初始化模塊，用于將旋轉(zhuǎn)臺歸零，記錄旋轉(zhuǎn)臺的零度位置，并發(fā)送旋轉(zhuǎn)命令至旋轉(zhuǎn)臺，使 得旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)；創(chuàng)建模塊，用于創(chuàng)建世界坐標系，及在旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一定角度后建立用戶坐標 系，并掃描待測工件以得到點云；計算模塊，用于將所創(chuàng)建的用戶坐標系轉(zhuǎn)換為世界坐標 系；拼接模塊，用于在世界坐標系下，對所掃描的點云進行拼接處理。
[0006] -種點云拼接處理方法，該方法運用于主機中，該主機與旋轉(zhuǎn)臺連接，該方法包括 如下步驟：將旋轉(zhuǎn)臺歸零，記錄旋轉(zhuǎn)臺的零度位置，并發(fā)送旋轉(zhuǎn)命令至旋轉(zhuǎn)臺，使得旋轉(zhuǎn)臺 旋轉(zhuǎn)；創(chuàng)建世界坐標系，及在旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一定角度后建立用戶坐標系，并掃描待測工件以得 到點云；將所創(chuàng)建的用戶坐標系轉(zhuǎn)換為世界坐標系；在世界坐標系下，對所掃描的點云進 行拼接處理。
[0007] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述的點云拼接處理系統(tǒng)及方法，其可以不需要通過貼卷標點 的方式進行拼接掃描，節(jié)約了掃描時間，提高了掃描的效率和精度。
【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明點云拼接處理系統(tǒng)較佳實施例的運行環(huán)境示意圖。
[0009] 圖2是本發(fā)明點云拼接處理系統(tǒng)較佳實施例的功能模塊圖。
[0010] 圖3是本發(fā)明點云拼接處理方法較佳實施例的作業(yè)流程圖。
[0011] 圖4是本發(fā)明世界坐標系和用戶坐標系的示意圖。
[0012] 主要元件符號說明
[0013]
[0014]
[0015] 如下【具體實施方式】將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0016] 如圖1所示，是本發(fā)明點云拼接處理系統(tǒng)較佳實施例的運行環(huán)境示意圖。該點云 拼接處理系統(tǒng)10運行于一臺主機1中，該主機1連接一臺顯示設(shè)備2及輸入設(shè)備3。該主 機1包括存儲設(shè)備12,至少一個處理器14。所述輸入設(shè)備3可以為鍵盤或鼠標。所述主機 1為，但不限于，個人計算機、服務(wù)器等設(shè)備。該主機1還連接有一旋轉(zhuǎn)臺4及量測設(shè)備5。 所述旋轉(zhuǎn)臺4包括一個掃描設(shè)備40,通過旋轉(zhuǎn)臺4的旋轉(zhuǎn)可以使得掃描設(shè)備40移動至不同 的位置。該掃描設(shè)備40為點云掃描機臺（例如，結(jié)構(gòu)光三維掃描儀），該點云掃描機臺用 于通過一個或多個CCD(圖中未示出）在不同角度對量測設(shè)備5上的待測工件（圖中未示 出）進行三維掃描，并計算得到組成待測工件的三維點云。所述旋轉(zhuǎn)臺4還用于拍攝量測 設(shè)備5的二維圖片。
[0017] 在本實施例中，所述點云拼接處理系統(tǒng)10以軟件程序或指令的形式安裝在存儲 設(shè)備12中，并由處理器14執(zhí)行。在其它實施例中，所述存儲設(shè)備12可以為主機1外接的 存儲器。所示存儲設(shè)備12存儲有主機1在不同角度對物體進行拍攝的圖片及每張圖片對 應(yīng)的點云。
[0018] 如圖2所示，是本發(fā)明點云拼接處理系統(tǒng)10較佳實施例的功能模塊圖。該點云拼 接處理系統(tǒng)10包括初始化模塊100、創(chuàng)建模塊102、計算模塊104及模塊106。本發(fā)明所稱 的模塊是完成一特定功能的計算機程序段，比程序更適合于描述軟件在計算機中的執(zhí)行過 程，因此本發(fā)明以下對軟件描述都以模塊描述。
[0019] 所述初始化模塊100用于初始化旋轉(zhuǎn)臺4。具體而言，所述初始化旋轉(zhuǎn)臺4包括將 旋轉(zhuǎn)臺4歸零，記錄旋轉(zhuǎn)臺4的零度位置，并發(fā)送旋轉(zhuǎn)命令至旋轉(zhuǎn)臺4,使得旋轉(zhuǎn)臺4旋轉(zhuǎn)到 所需的位置。旋轉(zhuǎn)臺4歸零之后，旋轉(zhuǎn)臺4接到所述初始化模塊100發(fā)送過來的旋轉(zhuǎn)命令 之后，旋轉(zhuǎn)臺4的角度傳感器（未示出）實時監(jiān)控旋轉(zhuǎn)臺4的旋轉(zhuǎn)角度，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺4轉(zhuǎn)動到 所需位置之后，所述初始化模塊100立即發(fā)送停止轉(zhuǎn)動命令，并從旋轉(zhuǎn)臺4的角度傳感器中 獲取旋轉(zhuǎn)角度。
[0020] 所述創(chuàng)建模塊102用于創(chuàng)建世界坐標系，及在旋轉(zhuǎn)臺4旋轉(zhuǎn)一定角度后建立用戶 坐標系。具體而言，所述創(chuàng)建世界坐標系的方法如下：以旋轉(zhuǎn)臺4旋轉(zhuǎn)中心為坐標原點，垂 直于旋轉(zhuǎn)臺面為Z軸，與旋轉(zhuǎn)臺兩邊平行的直線為X軸及Y軸建立空間直角坐標系，即為世 界坐標系。旋轉(zhuǎn)臺4每旋轉(zhuǎn)一個角度Θ建立一個用戶坐標系，即該用戶坐標系為世界坐標 系旋轉(zhuǎn)一定角度Θ。換句話說，用戶坐標系及世界坐標系原點相同。如圖4所示，ΟΧΥΖ為 所建立的世界坐標系，0Χ1Υ1Ζ1為旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一定角度Θ所建立的用戶坐標系。需要說明 的是，旋轉(zhuǎn)臺4旋轉(zhuǎn)一定角度的位置后，還通過掃描設(shè)備4040掃描待測工件，已得到待測工 件的點云。
[0021] 所述計算模塊104用于將所創(chuàng)建的用戶坐標系轉(zhuǎn)換為世界坐標系。
[0022] 具體而言，將所創(chuàng)建的用戶坐標系轉(zhuǎn)換為世界坐標系的方式如下：
[0023] 定義一個世界坐標系矩陣，該世界坐標系矩陣為一個4行4列的矩陣，該世界坐標 系矩陣為
[0024] 根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度Θ，計算出用戶坐標系矩陣，該用戶坐標系矩陣為一個4行4列的矩 陣，用戶坐標系矩陣為
[0025] 根據(jù)用戶坐標系矩陣將用戶坐標系中的坐標轉(zhuǎn)換成世界坐標系的坐標，轉(zhuǎn)換公式 如下：A1 =A2*a2,其中，Α1為世界坐標系的坐標,Α2為用戶坐標系中的坐標。
[0026] 所述拼接模塊106用于在世界坐標系下，對所掃描的點云進行拼接處理。具體地 說，在世界坐標系下，將所掃描的點云之間的公共部份去掉，以完成所掃描的點云的拼接。
[0027] 如圖3所示，是本發(fā)明點云拼接處理方法較佳實施例的作業(yè)流程圖。
[0028]步驟S10,初始化模塊100初