[发明专利]3D扫描以及定位界面

权利要求书

1.一种用于提供关于定位不可靠性的指示的系统，所述系统包括：

扫描仪，所述扫描仪用于扫描对象的表面几何形状并且使用所述扫描仪的基于形状的定位累积多个帧中的每一帧的3D点集；

位姿估计器，所述位姿估计器用于使用所述3D点估计所述扫描仪的估计位姿；

不可靠位姿检测器，所述不可靠位姿检测器用于确定所述估计位姿是否具有约束不足的定位，并且如果所述估计位姿具有约束不足的定位，那么将所述估计位姿识别为不可靠位姿估计；指示产生器，所述指示产生器用于产生检测到所述不可靠位姿估计的指示；以及

进一步包括自由度识别器，所述自由度识别器用于识别所述估计位姿中的至少一个有疑问自由度，所述自由度识别器由所述不可靠位姿检测器触发，并且其中，由所述指示产生器产生的所述指示随所述指示包含关于至少一个有疑问自由度的信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述指示产生器产生的所述指示包含关于所有所述有疑问自由度的信息。

3.根据权利要求1或2所述的系统，进一步包括特征点检测器，所述特征点检测器用于检测在所述多个帧中的至少两个帧中能够由所述扫描仪再观察到的特征点的存在，其中，所述位姿估计器使用所述特征点与所述3D点来估计所述估计位姿，并且其中，所述不可靠位姿检测器使用所述特征点将所述估计位姿识别为不可靠位姿估计。

4.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的系统，进一步包括扬声器，其中，所述指示产生器致使所述扬声器发出可听指示。

5.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的系统，进一步包括可视界面，其中，所述指示产生器致使所述可视界面显示可视指示，其中，所述可视指示是文本消息以及图形消息中的至少一者。

6.根据权利要求5所述的系统，进一步包括模型构建器，所述模型构建器使用所述3D点集构建所述表面的所述几何形状的累加模型，其中，所述可视界面显示所述累加模型的图形表示，并且其中，所述可视指示叠加在所述累加模型的所述图形表示上。

7.根据权利要求5所述的系统，进一步包括三维像素灵敏度水平计算器，所述三维像素灵敏度水平计算器用于累积由所述3D点集修改的累加模型的所有三维像素中的三维像素灵敏度水平的平均值，其中，所述可视界面以对应于所述三维像素灵敏度水平的颜色显示所述累加模型的所述图形表示。

8.根据权利要求6所述的系统，进一步包括帧选择器，所述帧选择器用于确定所述不可靠位姿估计的不可靠性水平；将所述不可靠性水平与预定不可靠性阈值进行比较；仅在所述不可靠性水平低于所述预定不可靠性阈值的情况下将每一所述帧的所述3D点集传递到所述模型构建器。

9.根据权利要求5所述的系统，其中，所述可视界面显示所述扫描的当前帧的图形表示，并且其中，所述可视指示叠加在所述当前帧的所述图形表示上。

10.根据权利要求5所述的系统，进一步包括位姿灵敏度水平归属器，所述位姿灵敏度水平归属器用于使用所述估计位姿将位姿灵敏度水平归于所述估计位姿，所述位姿灵敏度水平归属器由所述不可靠位姿检测器触发，并且其中，由所述指示产生器产生的所述指示随所述指示包含关于所述位姿灵敏度水平的信息，其中，关于所述位姿灵敏度水平的所述信息是所述可视指示的颜色。

11.根据权利要求5所述的系统，进一步包括

自由度识别器，所述自由度识别器用于识别所述估计位姿中的至少一个有疑问自由度，所述不可靠性自由度识别器由所述不可靠位姿检测器触发，并且其中由所述指示产生器产生的所述指示随所述指示包含关于所述至少一个有疑问自由度中的至少一者的信息；

其中，所述图形消息包含至少一个箭头，所述至少一个箭头以对应于所述有疑问自由度中的所述至少一者的定向显示。

12.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的系统，进一步包括用户命令界面，所述用户命令界面接收来自用户的命令以执行定位可靠性验证，其中，所述不可靠位姿检测器以及所述指示产生器由所述命令触发以产生检测到所述不可靠位姿估计的所述指示。

13.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的系统，进一步包括时域滤波器，当在所述多个帧的n个最新帧中具有不可靠位姿估计的帧的数目u达到预定阈值时所述时域滤波器触发所述指示产生器以产生所述指示。