一种基于标记点轨迹跟踪的手持激光三维扫描方法及设备

摘要

一种基于单摄像头标记点轨迹跟踪的手持激光三维扫描方法，包括以下步骤：1)在单个摄像头拍摄的图像中识别提取标记点的二维位置信息，根据之前设定数量帧中标记点的运动轨迹预判得到当前帧中的目标位置，再在目标位置周围搜索得出其对应标记点，建立当前帧中的标记点与原标记点库的初步匹配关系；2)利用所述初步匹配关系计算出仪器当前相对坐标系O_c到世界坐标O_w的RT转换矩阵，利用重投影方法对之前的初步匹配关系进行校验；3)在当前帧图像中提取激光投影轮廓，通过RT转换矩阵转换为世界坐标系O_w下的三维坐标。以及一种手持激光三维扫描设备。本发明降低对系统硬件配置的要求、移动拼接时的顺畅性良好、精度较高、成本较低。

主权项

一种基于单摄像头标记点轨迹跟踪的手持激光三维扫描方法，其特征在于：所述扫描方法包括以下步骤：1)在单个工作摄像头拍摄的图像中识别提取标记点的二维位置信息，根据之前设定数量帧中标记点的运动轨迹预判得到当前帧中的目标位置，再在目标位置周围搜索得出其对应标记点，建立当前帧中的标记点与原标记点库的初步匹配关系；2)利用当前帧中的标记点与原标记点库的初步匹配关系计算出仪器当前相对坐标系O_c到世界坐标O_w的RT转换矩阵，根据该转换矩阵将标记点库中的对应标记点及其周边邻近标记点重投影到当前帧的二维图像平面坐标系O_t中，对之前的初步匹配关系进行校验，如果整体误差大于系统设定的阀值，则剔除当前标记点集合中与标记点库对应的匹配度最差的标记点，重新迭代计算RT转换矩阵后再进行投影评估；3)在获得仪器当前位置的RT转换矩阵后，在当前帧图像中提取激光投影轮廓并根据已标定好的摄像头与激光器所发射激光面的位置关系，将获得激光投影轮廓点在仪器坐标系O_c下的相对三维坐标通过RT转换矩阵转换为世界坐标系O_w下的三维坐标。