[发明专利]一种非接触测量特征点的生成方法

说明书

一种非接触测量特征点的生成方法，解决非接触测量采用粘贴特征点而带来的测量误差问题，方法是：1.将第一组激光光斑阵列投射到被测物表面的第一测量区域内，两组激光光斑阵列中互相包含三个或三个以上非共线的激光光斑特征点，2.根据每个激光光斑特征点的位置、尺度以及方向信息，作为多个成像视角下唯一识别标记，3.利用圆形约束算法，删除步骤2中提取的激光光斑特征点算法的结果中，非激光光斑特征点的其他所有非法特征点，通过SIFT算法的特征匹配，完成激光光斑中心的同名点匹配，4.循环重复步骤1‑3完成每次测量区域内的测量特征点的生成。有益效果特征点生产简单，简单易操作等优点。特征点与实际点位误差小，其密度与激光光斑阵列相匹配。

所属技术领域：

本发明属于数字近景摄影的非接触测量领域，是一种不依赖粘贴标志点的物体完整三维形貌密集点测量技术中测量特征点的生成方法。

背景技术

数字近景摄影测量技术是一种利用多角度拍摄图像，通过提取图像上的特征点并计算三维坐标的光学三维测量技术。

数字近景摄影测量技术具有测量范围大，工作条件简单，测量精度高等优点，广泛应用于工件检测、形变检测以及其他相关三维形貌测量领域。其测量主要依赖于粘贴于被测物表面的一组编码特征点以及非编码特征点，因此数字近景摄影测量技术的缺点也很明显：（1）得到的三维点十分稀疏，即我们不可能将覆盖整个被测物表面的位置粘贴上标志点；（2）由于所贴标志点厚度的关系，测得的三维点坐标实际上不能代表被测物体上的真实坐标。

基于以上原因，仅仅依赖数字近景摄影测量技术得到被测物表面完整的三维形貌信息是不可能的。事实上，这一技术常被用做辅助手段来获得浮于物体表面的少量特征点，利用这些点作为框架点，将其他测量方法测得的物体表面密集点数据统一到这些框架点上去，从而形成完整的被测物表面点云。

采用上述测量方式获得被测物表面密集点数据的缺点显而易见：首先，操作者需要操作两套不同的测量系统，增加了复杂性；其次，为定位准确，框架点需要精确定制，并且由于被测物尺寸、形状千变万化，不合理的框架点布局会导致测量失败；最后，由于引入了其他测量技术，因此最终测得数据点的精度不完全由数字近景摄影测量技术来决定，还取决于其他测量技术的精度，而框架点仅起坐标统一的作用，并非被测物表面上的真实坐标。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术不足，本发明基于数字近景摄影的测量技术，利用圆形激光光斑技术增加测量点密度，通过尺度不变特征变换算法，即SIFT算法提取光斑中心后，重建形成密集点云数据。将两组光斑依次交替投射到被测物表面，采用步进的方式覆盖整个被测物表面，在保证两组光斑至少3个非共线点为公共点的情况下，完成多视角下的测量数据坐标统一，从而形成密集点数据测量的非接触测量特征点的生成方法。

1.本发明为实现发明目的采用的技术方案是：该方法由以下步骤实现：

步骤1.将第一组激光光斑阵列投射到被测物表面的第一测量区域内，同时将第二组激光光斑阵列投射与第一组激光光斑阵列相邻区域上形成两组具有近似尺寸和特征的激光光斑阵列，将每个激光光斑列为激光光斑特征点，第一测量区域内的第一组激光光斑阵列与第二组激光光斑阵列中互相包含三个或三个以上非共线的激光光斑特征点；

步骤2.根据激光光斑分布位置不同，带来的激光光斑图像上的像点大小、形状和灰度值的差异，根据SIFT算法的提取激光光斑特征点的中心，根据每个激光光斑特征点的位置、尺度以及方向信息，作为多个成像视角下唯一识别标记；

步骤3.利用圆形约束算法，删除步骤2中提取的激光光斑特征点算法的结果中，非激光光斑特征点的其他所有非法特征点，通过SIFT算法的特征匹配，完成激光光斑中心的同名点匹配；

步骤4.循环重复步骤1-3完成每次测量区域内的测量特征点的生成。