一种动态扰动下高频线扫描稠密点云的优化方法

专利主权项内容

1.一种动态扰动下高频线扫描稠密点云的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、所有相机固连，在运动状态下对被测物表面进行扫描，其中双目线阵相机为共面设置，面阵相机靠近其中一个线阵相机且视场覆盖线阵相机的线视场，所有相机由投影仪触发，工作在同一时钟下，投影仪高频投影结构光，线阵相机高频采集，面阵相机被分频后的投影仪信号触发低频采集，线阵相机采集到一维结构光图像；S2、双目线阵相机的高频采集与投影仪的高速投影相互配合，对线阵相机采集的一维结构光图像通过傅里叶轮廓术获取折叠相位，根据多频相位解包裹计算展开相位，根据双目立体视觉的原理在线阵相机的视平面内生成线阵点云轮廓，并根据系统的移动速度和线阵相机的采集频率对线阵点云轮廓沿扫描运动方向进行拼接，得到线阵点云轮廓的大致拼接结果；S3、面阵相机的曝光时间与线阵相机一致，在投影仪照明的辅助下捕获二维图像；S4、由于S2的运动过程难免出现动态扰动，点云轮廓的位姿发生变化，拼接精度下降，导致整体点云形貌出现失真，根据步骤S3获得的二维图像和步骤S2得到的线阵点云轮廓对面阵相机每次采集的视场内线阵点云轮廓的位姿进行优化校正，提高线阵点云轮廓的拼接精度，受限于面阵相机成像原理，仅校正垂直于面阵相机光轴的平面内的三自由度位姿扰动；S5、剩余的三个自由度的扰动会以面外噪声的形式改变点云的形状，因此可依靠被测表面的局部连续性进行约束与校正，根据S2中线阵点云轮廓的大致拼接结果，沿着点云轮廓拼接延展的方向进行连续性表面的搜索，若点与点的间距小于一定阈值则判断为具有局部连续性的表面片段，在判定为连续性的表面片段内进行降噪拟合，获得的低噪声的参考基准用来对点云轮廓的拼接进行约束校正；S6、采用最临近点查找的匹配方法将低噪声基准与线扫描点云轮廓关联，采用高斯牛顿法优化每一条点云轮廓在剩余三个自由度的位姿扰动，S6与S4共同实现每条点云轮廓六自由度位姿的全面校正，有效提升点云轮廓的拼接精度，减小整体点云形貌的失真。