[发明专利]三维形状数据的存储/显示方法和装置以及三维形状的计测方法和装置

权利要求书

1.一种三维形状数据的存储/显示方法，用于根据三维形状上的被计测点的坐标值来复原三维形状，其特征在于，具有：

数据输入步骤，将三维形状上的坐标值输入到计算机中；

模型构筑步骤，构筑环境模型，该环境模型将所述三维形状所存在的空间区域分割为由边界表面相互正交的长方体构成的多个体素，并存储各体素位置；

匹配步骤，在对应于所述坐标值的体素的内部设定代表点及其误差分布并存储起来；以及

输出步骤，将所述体素位置、代表点以及误差分布输出到输出装置中，

在所述模型构筑步骤中，在将最大的体素设定为相当于必要最小限度的分辨能力的大小，而且单一的体素内存在多个被计测点的情况下，以在单一的体素内仅存在单一的被计测点的方式，将该体素进一步分割并分级地分割为多个体素。

2.根据权利要求1所述的三维形状数据的存储/显示方法，其特征在于，在所述匹配步骤之后具有更新所述环境模型的模型更新步骤，在该模型更新步骤中，探测对应于新输入的被计测点的坐标值的体素，

作为在原点和被计测点之间不存在物体的，再设定或擦除位于其间的体素内的代表点和误差分布。

3.根据权利要求1所述的三维形状数据的存储/显示方法，其特征在于，在所述匹配步骤之后具有更新所述环境模型的模型更新步骤，在该模型更新步骤中，探测对应于新输入的被计测点的坐标值的体素，

在该体素内没有代表点的情况下，将所述坐标值和误差分布设定为代表点的坐标值和误差分布。

4.根据权利要求1所述的三维形状数据的存储/显示方法，其特征在于，在所述匹配步骤之后具有更新所述环境模型的模型更新步骤，在该模型更新步骤中，探测对应于新输入的被计测点的坐标值的体素，

在所述体素内有已经设定了的代表点的情况下，比较新取得的误差分布和已经设定了的体素内的误差分布，

在误差分布相互重叠的情况下，根据两误差分布，再设定新的误差分布和新的代表点，

在误差分布不相互重叠的情况下，以在单一的体素内仅存在单一的代表点的方式，将该体素进一步分割并分级地分割为多个体素。

5.根据权利要求1所述的三维形状数据的存储/显示方法，其特征在于，在体素内部除了代表点及其误差分布之外，还一并具有概率值。

6.根据权利要求1所述的三维形状数据的存储/显示方法，其特征在于，在所述数据输入步骤中，使用距离传感器，将三维形状上的坐标值作为以任意的计测位置为原点的距离数据，一边移动原点一边依次取得。

7.根据权利要求6所述的三维形状数据的存储/显示方法，其特征在于，在能得到所述距离传感器的位置和误差分布的情况下，合成距离传感器的位置的误差分布和计测数据的误差分布。

8.根据权利要求4所述的三维形状数据的存储/显示方法，其特征在于，在所述模型更新步骤中，比较所述新取得的误差分布和所述已经设定了的体素内的误差分布，在误差分布相互重叠的情况下，根据两误差分布再设定新的误差分布和新的代表点，其结果是新的代表点移动到其他体素内，此时，

在该其他体素内没有代表点的情况下，在该其他体素的内部设定该新的误差分布和该新的代表点，

在该其他体素内有已经设定了的代表点的情况下，比较该新的误差分布和已经设定了的该其他体素内的误差分布，(A)在误差分布相互重叠的情况下，根据两误差分布、或根据两误差分布和体素内已经设定了的代表点和新输入的被计测点的坐标值，再设定新的误差分布和新的代表点，(B)在误差分布不相互重叠的情况下，以在单一的体素内仅存在单一的代表点的方式，将该体素进一步分割并分级地分割为多个体素。

9.根据权利要求1所述的三维形状数据的存储/显示方法，其特征在于，在所述匹配步骤之后具有更新所述环境模型的模型更新步骤，

在该模型更新步骤中，根据新输入的被计测点的坐标值及其误差分布和已经设定了的体素内的代表点及其误差分布，通过卡尔曼滤波器取得新的代表点和误差分布并进行再设定。