一种空间坐标点与点云位置点三维对比的方法与流程

本发明涉及数字几何领域，更具体的说是涉及一种空间坐标点与点云位置点三维对比分析。

背景技术：

随着计算机技术的飞速发展，三维重建根据图像进行三维重建恢复目标或场景的三维信息，在工业上增强现实领域方面已经获得广泛的应用。三维场景重建是计算机视觉领域的一项核心内容，三维重建生成的模型结果主要为目标或场景表面点的空间坐标，在计算机、电子娱乐、虚拟显示等领域都有着广泛的应用价值。

从二维图像到三维立体的三维重建过程不但是把点状图像信息变换成整体描述的一个聚集过程，还可以通过加入某些先验信息改善和提高信息的聚集。现有的三维重建利用的先验信息均为客观信息，尚缺乏利用人类主观感知改善局部三维重建效果的有效方法。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种空间坐标点与点云位置点三维对比的方法，该方法相对简便，易于使用，具有精度高、性噪比高，受外界影响极小、具有较高的灵活性等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种空间坐标点与点云位置点三维对比的方法，包括以下具体步骤：

步骤一：使用三维扫描仪将相关工件完整扫描一遍，等待软件屏幕下方进度条处理完毕扫描数据后，扫描模型就自动生成；

步骤二：使用三坐标测量机，当测头接触工件并发出采点信号时，由控制系统去采集当前机床三轴坐标相对于机床原点的坐标值，再由计算机系统对数据进行处理；

步骤三：转为原始坐标值，导入软件，将空间坐标值和点云模型进行空间点云对比分析；

步骤四：使用geomagicwrap2015对采集的点云数据进行优化，将3d扫描的数据和导入的文件转换为模型，完善逆向建模三维重建点云精度，获得完整点云模型。

在本发明一个较佳实施例中，所述的步骤一中的三维扫描仪的种类包括三坐标测量仪、拍照式三维扫描仪和手持式三维扫描仪。

在本发明一个较佳实施例中，所述的步骤三中的软件为pro/engineer软件。

本发明的有益效果是：本发明的空间坐标点与点云位置点三维对比的方法，通过三维扫描仪和三坐标测量机对相关工件进行非接触测量以获得点云数据及空间坐标，再使用geomagicwrap2015对采集的点云数据进行优化，并利用pro/engineer软件进行空间坐标对比分析，得到完整的点云模型，与常规的获取点云模型相比，该方法提高了空间坐标的精度并完整了三维点云模型，相对简便，易于使用，具有精度高、性噪比高，受外界影响极小、具有较高的灵活性等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明空间坐标点与点云位置点三维对比的方法的一较佳实施例的流程图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例包括：

一种空间坐标点与点云位置点三维对比的方法，包括以下具体步骤：

步骤一：使用三维扫描仪将相关工件完整扫描一遍，等待软件屏幕下方进度条处理完毕扫描数据后，扫描模型就自动生成；

步骤二：使用三坐标测量机，当测头接触工件并发出采点信号时，由控制系统去采集当前机床三轴坐标相对于机床原点的坐标值，再由计算机系统对数据进行处理；

步骤三：转为原始坐标值，导入软件，将空间坐标值和点云模型进行空间点云对比分析；

步骤四：使用geomagicwrap2015对采集的点云数据进行优化，将3d扫描的数据和导入的文件转换为模型，完善逆向建模三维重建点云精度，获得完整点云模型。

上述中，所述的步骤一中的三维扫描仪的种类包括三坐标测量仪、拍照式三维扫描仪和手持式三维扫描仪；所述的步骤三中的软件为pro/engineer软件。

先使用artecspacespider手持三维扫描仪将相关工件的数据提取出来，再使用duramax三坐标测量机测量出工件的原始信息。获得有两组三维点云数据，皆为一个工件样品表面的点云数据，其数据均为.txt格式，再将两组数据导入pro/engineer软件，将空间坐标模型和重建点云模型进行空间点云对比分析。

通过两种获取坐标数据的精度来对比获得完整点云模型的方法，以此来完善逆向建模技术的三维重建点云精度的获取办法。

实施例一：

1.进行三维扫描首先须确保三维扫描仪是建立在一个稳定的环境中（包括光环境：避免强光和逆光对射；三维扫描仪的稳固性等），确保三维扫描结果不会受到外部因素的影响。在三维扫描前，对机器进行校准尤为关键的一步。在校准过程中，要根据三维扫描仪预先设置的扫描模式，计算出扫描设备相对于对扫描对象的位置。有些物体表面扫描是比较困难的。对于这些物体需要使用哑光白色显像剂覆盖被扫描物体表面，对扫描物体喷上薄薄的一层显像剂，目的是是为了更好的扫描出物体的三维特征，数据会更精确。用三维扫描仪对扫描物体从不同的角度进行三维数据捕捉，更改物体摆放方式或调整三维扫描仪相机方向，对物体进行全方位的扫描。对物体表面扫描完成后，系统会自动生成物体的三维点云模型。

2.被测工件在检测前要先清洁，去掉毛刺以免导致测量结果失真。放置被测工件中，特别要注意保护不损坏测量机和零件，零件安放在方便检测、阿贝误差最小的位置并固定牢固。使用三坐标测量机，当测头接触工件并发出采点信号时，由控制系统去采集当前机床三轴坐标相对于机床原点的坐标值，再由计算机系统对数据进行处理。

3.转为原始坐标值，在pro/engineer软件中建立2个graph文件。分别导入相应的点数据文件，将文件导入2个graph，并设置局部坐标系。分别读取相应的点数据文件，并参考点数据文件进行二维图形绘制，并将绘制完成的文件导入2个graph，并设置局部坐标系。对比分析后，两表面略有倾斜。在导入两组的坐标点上提取尺寸不变，特征变换的特征点，并且对两组的特征点进行空间坐标值和点云模型空间坐标对比分析。

4.使用geomagicwrap2015对采集的点云数据进行优化，将3d扫描的数据和导入的文件转换为模型，完善逆向建模三维重建点云精度，获得完整点云模型。

通过“artecspider”（阿泰克蜘蛛）的三维扫描仪和三坐标测量机对相关工件进行非接触测量以获得点云数据及空间坐标，再使用geomagicwrap2015对采集的点云数据进行优化，并利用pro/engineer软件进行空间坐标对比分析，得到完整的点云模型。与常规的获取点云模型相比，该方法提高了空间坐标的精度并完整了三维点云模型。

综上所述，本发明的空间坐标点与点云位置点三维对比的方法，该方法相对简便，易于使用，具有精度高、性噪比高，受外界影响极小、具有较高的灵活性等优点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。