[发明专利]一种基于两轴转台的智能补扫方法和计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种基于两轴转台的智能补扫方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对双目结构光三维扫描仪进行参数标定；

S2、基于两轴转台进行手眼标定，获得所述双目结构光三维扫描仪与两轴转台基座的空间相对位置关系的标定结果矩阵；

S3、利用经步骤S1标定的所述双目结构光三维扫描仪扫描目标物，以采集所述目标物的三维数字模型点云数据，得到点云模型；

S4、在计算机上UI窗口中查找所述点云模型的缺失区域，并将窗口视图对准所述缺失区域，实时获取UI窗口中显示的点云模型目标位姿，并根据所述标定结果矩阵和所述目标位姿控制所述两轴转台同步运动；其中，所述UI是指用户界面；

S5、采集所述缺失区域的点云对应的目标位姿下的单幅点云，重建所述单幅点云并与步骤S3采集的点云数据进行配准，以补全所述缺失区域的点云数据；

S6、重复步骤S4～S5，直至补全所述点云模型的所有缺失区域的点云数据，得到所述目标物的完整三维数字模型，其中，所述完整三维数字模型用于偏差检测。

2.如权利要求1所述的基于两轴转台的智能补扫方法，其特征在于，步骤S1包括：对所述双目结构光三维扫描仪的相机进行内外参数的标定。

3.如权利要求2所述的基于两轴转台的智能补扫方法，其特征在于，步骤S1中对所述双目结构光三维扫描仪的相机进行内外参数的标定包括：

S11、从不同角度和位置对标定板进行拍摄得到标定图片，其中，所述标定板配置有编码标志点和非编码标志点；

S12、对所述标定图片进行识别，获得所述编码标志点的二维图像坐标和所述非编码标志点的二维图像坐标；分别对所述编码标志点和所述非编码标志点进行三维重建，获得所述编码标志点的三维空间坐标和所述非编码标志点的三维空间坐标；

S13、基于所述编码标志点的二维图像坐标与三维空间坐标，以及所述非编码标志点的二维图像坐标与三维空间坐标，对所述相机的内外参数进行整体的光束平差迭代优化，以最小化所述相机的重投影误差为目标损失函数，并加入比例尺参数进行约束获得所述相机的内外参数。

4.如权利要求1所述的基于两轴转台的智能补扫方法，其特征在于，步骤S2中，以所述双目结构光三维扫描仪作为眼，并以所述两轴转台基座作为手进行所述手眼标定；其中，所述双目结构光三维扫描仪的坐标系设定在基准相机光心处，所述两轴转台基座的坐标系设定在两轴转台底座处，标定所用的数学模型为眼在手外模型。

5.如权利要求4所述的基于两轴转台的智能补扫方法，其特征在于，步骤S2中所述基于两轴转台进行手眼标定包括：

S21、采用配置有编码标志点和非编码标志点的标准标定板进行标定；标定过程中，所述双目结构光三维扫描仪与所述两轴转台基座的空间相对位置关系保持不变，且所述两轴转台台面的坐标系与所述标准标定板的空间相对位置关系保持不变，以使所述标准标定板在标定过程中固定在所述两轴转台台面上随所述两轴转台运动；

S22、控制所述两轴转台两个轴的旋转带动所述标准标定板到空间不同位置和姿态，过程中使用所述双目结构光三维扫描仪拍摄所述标准标定板，以获得不同位置和姿态下的多幅标定图像；

S23、对所述标定图像进行双目匹配，再进行三维重建，并计算重建标志点的三维坐标点与已知的标准标定板世界坐标系全局点相对外参数；

S24、通过机器人DH建模方法，将所述两轴转台视为两轴机器人，建立所述两轴转台的基座坐标系到所述两轴转台的台面坐标系的转换关系；通过罗德里格斯公式和所述两轴转台两个轴的转角，计算得到所述两轴转台台面不同位置和姿态下，从所述两轴转台基座坐标系到所述两轴转台台面坐标系的转换矩阵；

S25、将步骤S23得到的所述相对外参数与步骤S24得到的所述转换矩阵作为手眼标定过程的数据输入，利用手眼标定算法进行求解，获得所述基准相机光心到所述两轴转台基座坐标系的标定结果矩阵。