[发明专利]用于执行对象的3-D测量的分辨率自适应网格

权利要求书

1.一种生成用于对象的3-D测量的分辨率自适应网格的方法，包括：

接收来自多个传感器的点云数据，来自每个传感器的所述点云数据定义表示所述对象的点云，其中每个点云包括多个点，并且每个点至少包括在所述对象上的点的位置信息；

基于每个传感器相对于所述对象的位置和每个传感器的物理属性来确定每个传感器在三个正交维度中的每个维度中的分辨率；

其中接收所述点云数据包括接收来自每个传感器的所述点云并针对每个点接收不确定性椭球体，其中所述不确定性椭球体用于基于所述传感器相对于所述对象的位置确定每个传感器的分辨率；

将每个点分配给三角网格的最近的网格三角形，所述三角网格包括共同表示所述对象的表面的多个网格三角形；以及

通过调整每个分配的网格三角形的网格顶点来使所述点云中的点到它们的最近网格三角形的平均距离d_i最小化，针对所述点云拟合三角网格，所述平均距离d_i通过在朝向分配的网格三角形上的最近点的方向上的位置相关的传感器分辨率的平方倒数被加权。

2.根据权利要求1所述的方法，其中进一步包括：使用每个传感器的分辨率来从所述点云生成所述对象的表面表示，所述对象的所述表面表示包括对应于所述对象的分辨率自适应网格，用于所述对象的3-D测量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中生成所述表面表示包括针对所述点云拟合三角网格，其中所述点云中的每个点在生成所述表面表示中的贡献是基于每个点的精度或分辨率。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用针对不同观察方向和距离的每个传感器的多个分辨率模型来估计从每个点到所述三角网格的方向上的预期标准偏差(σi)，所述分辨率模型是根据传感器物理模型分析确定的，或者是根据若干不同位置处的分辨率目标的测量以经验确定的，这些位置被插值以覆盖整个测量体积。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用表面插值方法初始化三角网格以提供表示所述对象的表面的初始化三角网格。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

测量从每个点到所分配的网格三角形上最近点的距离；以及

在朝向每个点所分配的网格三角形上的所述最近点的方向上确定与所述每个点相关联的所述不确定性椭球体的半径。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：

形成用于针对所述点云拟合所述三角网格的目标函数，所述拟合自动选择并使用来自所述点云的最佳点云数据，所述目标函数包括加权拟合误差项和三角网格的表面积项；以及

通过找到使所述目标函数最小化的每个网格三角形的顶点的位置，针对所述点云拟合所述三角网格。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

执行旋转和平移操作以配准所述点云以形成复合点云；

将旋转和平移参数添加到所述目标函数，以及

同时执行在所述复合点云中配准所述点云以及通过找到使所述目标函数最小化的每个网格三角形的顶点的位置针对所述复合点云拟合所述三角网格。

9.根据权利要求7所述的方法，其中每个网格三角形的顶点不受约束。

10.根据权利要求7所述的方法，其中每个网格三角形的顶点被约束，其中仅一个方向是可变的，并且另外两个方向被固定在格子上。

11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

通过使用多分辨率网格拟合针对所述点云拟合所述三角网格，其中当前分辨率水平的输出三角网格被细分并用作优化下一分辨率水平的初始三角网格；以及

对每个分辨率水平的所述点云进行上采样以用在细分的三角网格上。