[发明专利]一种基于重建模型吻合度的空间目标三维重建评估方法及应用

权利要求书

1.一种基于重构模型吻合度的空间目标三维重建评估方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：

步骤一、在重建模型的各个特征边缘直线周围分别选择部分重构点，对选择的重构点进行特征边缘直线拟合，得到特征边缘直线组；计算出选择的重构点与对应的特征边缘直线拟合方程的残差，来判断结构边缘的吻合度；即判断重构点与对应特征边缘直线拟合方程残差的绝对值是否在0～10^-2范围内；若判断结果在0～10^-2范围内，则执行步骤二，否则评估结束；

步骤二、在步骤一的特征边缘直线组中，求得任意两条平行特征边缘直线的平行度，即判断任意两条平行特征边缘直线的夹角是否在±3°范围内；若判断结果为在±3°范围内，则执行步骤三，否则评估结束；

步骤三、在步骤一的特征边缘直线组中，求得任意两条垂直特征边缘直线的直角性吻合度，即判断任意两条垂直特征边缘直线的夹角是否在87°～93°范围内；若判断结果为在87°～93°范围内，则执行步骤四，否则评估结束；

步骤四、在重构模型中，选择构成特征相邻平面的部分重构点进行平面拟合，得到任意两个特征相邻面拟合平面方程；根据拟合平面方程，求得任意两个特征相邻面的直角性吻合度，即判断任意两个特征相邻面的夹角是否在87°～93°范围内；若判断结果为在87°～93°范围内，则认为三维重建模型符合吻合度的重建要求，否则三维重建模型不符合吻合度的重建要求。

2.根据权利要求1所述的一种基于重构模型吻合度的空间目标三维重建评估方法，其特征在于，所述步骤一中对选择的重构点进行特征边缘直线拟合的具体过程为：

在特征边缘直线AB周围随机选取n个重构点作为观测点，第i个观测点的坐标值为(x_i,y_i,z_i)，i＝1,2,…n；选取(x₀,y₀,z₀)为特征边缘直线AB的拟合方程上的点的坐标，其中n个观测点的坐标组成n×3维的矩阵拟合特征边缘直线的方向向量通过所有观测点奇异值分解得到；

所有观测点奇异值分解的具体过程为：矩阵AA^H的特征值为λ₁，λ₂和λ₃，其中：A^H为矩阵A的共轭转置矩阵，则观测点奇异值σ₁、σ₂和σ₃分别为和

即拟合特征边缘直线AB的方向向量为(σ₁,σ₂,σ₃)，则拟合特征边缘直线AB的表达式为：

同理，对所有特征边缘直线进行拟合，即得到特征边缘直线组。

3.根据权利要求2所述的一种基于重构模型吻合度的空间目标三维重建评估方法，其特征在于，所述步骤一中重构点与对应的特征边缘直线拟合方程的残差为或

对于任意一条特征边缘直线，分别计算出当前特征边缘直线与对应选择的各重构点的残差的绝对值，在各重构点之间做比较，得到当前特征边缘直线对应的残差绝对值的最大值；同理，分别计算出各个特征边缘直线对应的残差绝对值的最大值，在各特征边缘直线之间做比较，得到特征边缘直线组的残差绝对值的最大值；判断特征边缘直线组的残差绝对值的最大值是否在0～10^-2范围内。

4.根据权利要求3所述的一种基于重构模型吻合度的空间目标三维重建评估方法，其特征在于，所述步骤二的求任意两条平行特征边缘直线的平行度的具体过程为：

假设直线AB和CD为两条相互平行的特征边缘直线，且直线AB和直线CD的方向向量分别为和则直线AB与直线CD的夹角α表示为：

其中|AB|和|CD|分别表示方向向量和的模；

判断特征边缘直线AB与CD的夹角α是否在±3°范围内；

同理，判断特征边缘直线组中的任意两条平行直线的夹角是否在±3°范围内。