[发明专利]一种基于LED标签跟踪的三维几何测量方法及系统

摘要

本发明提供一种基于LED标签跟踪的三维几何测量方法及系统，通过将三维扫描仪设置成可沿轨道移动并距离待测物体较近，来灵活、方便地采用结构光方法对大尺度物体进分块行局部测量，获得高清局部图像；同时，由于LED标签的灯光足够亮，立体跟踪仪在与LED标签的距离增大时，也能够快速、准确地跟踪LED标签，以保证服务器能够精确定位LED标签的中心位置及其在三维扫描仪坐标系中的位置，精确获得两个局部测量之间的LED标签关系，进而准确评估三维扫描仪的姿态变化，实现对局部测量结果的精确拼接，而且无需进行多个投影仪之间的繁琐切换，就能够方便、稳定、精确地完成对大尺度物体整个轮廓的三维测量。

主权项

一种基于LED标签跟踪的三维几何测量方法，其特征在于，包括：第一步，将贴有LED标签的一套三维扫描仪安装在能沿着待测物体旁侧的轨道移动的支架上，并将所述支架移动到所述轨道的一端，所述三维扫描仪主要有由两台工业相机和一台投影仪组成；第二步，将立体跟踪仪固定设置，且立体跟踪仪的固定位置使得在测量过程中立体跟踪仪始终都能跟踪到所述LED标签；第三步，开始一个局部测量，所述三维扫描仪的投影仪向待测物体表面投射结构光，所述三维扫描仪的两台工业相机拍摄各自视野内的待测物体局部图像，并将所述局部图像数据传输至服务器，同时，立体跟踪仪拍摄LED标签图像并传输至服务器；第四步，所述服务器根据所述两台工业相机的局部图像数据生成所述待测物体的一个局部的三维图像，同时在所述LED标签图像中精确定位LED标签中心点位置，完成所述待测物体的一个局部的测量；第五步，沿轨道推动支架移动以推动三维扫描仪更换到新位置，重复第三、四步，完成待测物体的下一个局部的测量；第六步，所述服务器采用KLT算法，建立两个局部测量的LED标签图像之间的LED标签关系；第七步，所述服务器根据每个局部测量的LED标签图像获得每个局部测量的三维扫描仪坐标系中的LED标签位置；第八步，所述服务器根据两个局部测量的LED标签关系以两个局部测量的LED标签位置，获得所述两个局部测量的LED标签位置变化，以评估所述两个局部测量的三维扫描仪姿态变化；第九步，所述服务器根据第八步的结果，拼接所述两个局部测量的三维图像；第十步，重复步骤五到九，直到所述待测物体的最后一个局部测量结束，以拼接出所述待测物体的整个表面的三维图像。