简易平面标靶下的三维扫描与数据配准

作     者：袁聪聪 张志毅 YUAN Congcong;ZHANG Zhiyi

作者机构：西北农林科技大学信息工程学院陕西杨凌712100 

出 版 物：《测绘通报》 (Bulletin of Surveying and Mapping)

年 卷 期：2016年第2期

页      面：50-54页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 081602[工学-摄影测量与遥感] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：国家高技术研究发展(863)计划(2013AA1023040) 中央高校基本科研业务费西北农林科技大学科技创新项目(QN2013054) 

主　　题：结构光 三维扫描 平面标靶 点云数据配准 摄像机姿态 

摘      要：为实现对物体表面三维信息的自动获取和多方位扫描结果的数据配准，提出了一种基于简易平面标靶的标定方法．并构建了相应的线激光三维扫描系统。首先，设计制作一个含有10个特征点的平面标靶，并利用平面标靶中的特征点对扫描系统进行姿态和位置标定；其次，利用平面标靶中的特征点计算其平面方程及平台平面方程；然后，在扫描时可以利用上述所得的平面方程求出激光平面方程，进而采用几何知识计算得到三维点云数据；最后，根据移动前后标靶图像上特征点信息计算出扫描系统的外部参数——平移旋转矩阵，从而可以实现多方位扫描数据的配准。试验结果表明，在距离45cm处，几何投影变换求得的平面方程误差小于0．5％，每幅图像处理的时间小于60ms，误差低于1．15mm，基本满足三角测量的稳定可靠、精度高、成本低、比较适合现场标定等要求。