[发明专利]一种三维图像重建体的精确测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维图像重建体的测量方法，特别是涉及一种能够精确测量三维重建体各空间数据指标的测量方法。

背景技术

三维测量的关键技术按照操作步骤包括两方面内容：1、三维空间中点的选取，一般使用鼠标作为交互工具；2、度量计算：直线长度、角度和面积的计算，其中面积计算较为复杂，涉及不规则曲面的面积计算，目前未见有相关研究。现有的三维测量方法主要是基于深度缓冲器在三维重建体上完成的。首先利用鼠标拾取屏幕坐标，然后通过深度缓冲器获得空间所在点的世界坐标，最后完成相应的测量计算。由于是通过深度缓冲器得到三维空间的点坐标，所以这种方法只能完成距离视平面最近的空间点定位。对用户而言，虽然是三维测量，但由于无法进行距离视平面较远的空间点定位，导致测量结果与预期的测量目标相差太远，这种测量结果往往会对用户产生误导。所以说，现有的基于深度缓冲器的三维测量实现的仅仅是概念上的三维测量，并不是实用的三维测量，更不是实用的三维精确测量。

发明内容

本发明提供了一种三维图像重建体的精确测量方法，其目的是能够让用户对所需测量的空间结构的各数据指标做出精确的测量，能够有效而准确的指导用户进行实际操作。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：一种三维图像重建体的精确测量方法，包括以下步骤：

I、采用三维重建技术生成虚拟三维重建体：

采用光线追踪算法进行三维重建，该三维重建体的局部坐标系原点与世界坐标系的原点皆为三维重建体的中心，此原点固定；

II、计算机根据该三维重建体生成一个切割平面：

切割平面是一个用于对三维重建体进行实时切割的动态平面，它将覆盖整个三维重建体区域，切割平面的初始位置在三维重建体到视点的方向上，且位于三维重建体外部边缘上，该切割平面为透明的平面，它会将位于平面外即靠近视点方向的三维重建体的部分切割掉；

III、用户选择针对三维重建体或者针对切割平面的操作：

对三维重建体和切割平面可分别用键盘和鼠标实现对它们的操作；

IV、选取切割平面：用户在计算机屏幕上单击鼠标右键，对应于选取切割平面的行为，即鼠标右键选取切割平面，在按住鼠标右键的情况下上下移动鼠标，引发切割平面的原点沿着全局固定坐标系的Z轴负方向或者正方向移动；

V、三维重建体的旋转：用户通过键盘控制三维重建体的旋转操作，键盘的上、下、左、右四个方向键分别对应着三维重建体绕X轴正向旋转、绕X轴逆向旋转、绕Y轴正向旋转以及绕Y轴逆向旋转；

VI、引入切割缓冲器：由切割平面对三维重建体进行切割后，系统重绘切割后的三维重建体，并在系统中引入切割缓冲器；绘制过程中，随着物体描述转换为投影坐标，三维重建体上的每个点（X,Y，Z)均对应于观察平面上的投影点(X，y),在系统中引入一个切割缓冲器，切割缓冲器中的每个单元对应存放位于切割平面上的三维重建体的点信息，主要是空间点的X、Y、Z坐标值；

VII、取点：在屏幕上单击鼠标左键，对应于取全局固定坐标系中三维坐标点的操作，此时，取出切割缓冲器中对应该屏幕点的单元值，得到需要的三维点坐标值；

VI、根据测量需要，用户通过键盘、鼠标操作实现三维重建体的旋转操作以及切割平面的移动操作后，重复步骤W，直到己经取得足够数量的测量点；

IX、取得测量点后，通过计算完成相应的测量。

附图说明

图1为本发明的世界坐标系与切割平面示意图；

图2为本发明的切割平面的移动示意图；

图3为本发明的基于切割平面的三维重建体切割示意图；

图4为本发明的旋转三维重建体而改变切割区域的示意图；

图5为本发明的三维重建体绘制步骤示意框图；

图6为本发明的切割缓冲器示意图；

图7为本发明的总体工作过程示意框图。

具体实施方式

本发明的一种三维图像重建体的精确测量方法，包括以下步骤：

1、首先，采用三维重建技术生成虚拟三维重建体：