CN104794756A - 点云模型贴图***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种点云模型贴图方法，包括步骤：获取物体平面的二维点云模型及该平面的二维影像；将该点云模型与二维影像对其重合；将点云模型三角网格化，并对每个三角形编号；根据三角网格化后的点云模型中的三角形对二维影像进行切割，并根据与点云模型中的三角形的对应关系，对二维影像的三角形编号；将上述三角网格化后的二维的点云模型转化为三维点云；根据上述对三角形的编号，将二维影像的三角形贴到三维点云模型的对应的三角形上；及输出贴图后的点云模型。本发明还提供一种点云模型贴图***。本发明能够将物体的二维平面影像贴到该物体的三维点云模型中，以显示实际物体的颜色、当前材质、外貌等细节。

Description

点云模型贴图***及方法
技术领域
本发明涉及一种数据处理***及方法，尤其涉及一种点云模型贴图***及方法。
背景技术
三维扫描设备扫描出来的数据一般都是三维点云的方式，点云的显示方式虽然能显示三维模型，但不能显示实际物体的颜色、当前材质、外貌等细节。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种点云模型贴图方法及***，能够将物体的二维平面影像贴到该物体的三维点云模型中。
一种点云模型贴图方法，包括步骤：获取某一物体平面的二维点云模型及该平面的二维影像；将上述点云模型与二维影像对其重合；将上述点云模型三角网格化，并对每个三角形编号；根据三角网格化后的点云模型中的三角形对二维影像进行切割，得到由多个三角形组成的二维影像，并根据与点云模型中的三角形的对应关系，对该二维影像的三角形编号；通过一个转换矩阵将上述三角网格化后的二维的点云模型转化为三维点云；根据上述对三角形的编号，将二维影像的三角形进行放大、缩小操作后贴到三维点云模型的对应的三角形上；及输出贴图后的点云模型。
一种点云模型贴图***，该***包括：获取模块，用于获取某一物体平面的二维点云模型及该平面的二维影像；对齐模块，用于将上述点云模型与二维影像对其重合；三角网格化模块，用于将上述点云模型三角网格化，并对每个三角形编号；切割模块，用于根据三角网格化后的点云模型中的三角形对二维影像进行切割，得到由多个三角形组成的二维影像，并根据与点云模型中的三角形的对应关系，对该二维影像的三角形编号；转换模块，用于通过一个转换矩阵将上述三角网格化后的二维的点云模型转化为三维点云；贴图模块，用于根据上述对三角形的编号，将二维影像的三角形进行放大、缩小操作后贴到三维点云模型的对应的三角形上；及输出模块，用于输出贴图后的点云模型。
相较于现有技术，本发明所述的点云模型贴图***及方法通过三维扫描设备对物体进行扫描，得到二维的点云坐标，再通扫描设备的CCD拍摄该物体的二维平面影像，对该点云及二维平面影像经处理后，将二维平面影像贴到点云模型中，生成物体的三维模型，通过该模型可以了解到物体的颜色、材质、外貌等细节。
附图说明
图1是本发明点云模型贴图***较佳实施例的硬件架构示意图。
图2是本发明点云模型贴图***较佳实施例的功能模块图。
图3是本发明点云模型贴图方法较佳实施例的流程图。
主要元件符号说明
计算设备 1
点云模型贴图*** 10
存储设备 11
处理器 12
显示设备 13
获取模块 100
对齐模块 101
三角网格化模块 102
切割模块 103
转换模块 104
贴图模块 105
输出模块 106
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图2所示，是本发明点云模型贴图***较佳实施例的硬件架构示意图。本发明所述的点云模型贴图***10安装并运行于计算设备1上。所述计算设备1可以是计算机、服务器等具有数据处理功能的电子设备。所述的计算设备1还包括存储设备11、处理器12，及显示设备13。
所述的点云模型贴图***10包括多个由程序段所组成的功能模块（详见图2），用于将物体的二维平面影像贴到该物体的三维点云模型中，以通过该模型可以了解到物体的颜色、材质、外貌等细节。
所述存储设备11用于存储所述点云模型贴图***10中各个程序段的程序代码。该存储设备11可以为智能媒体卡（smart media card）、安全数字卡（secure digital card）、快闪存储器卡（flash card）等储存设备。
所述处理器12用于执行所述点云模型贴图***10中各个程序段的程序代码，以实现点云模型贴图***10的中各功能模块的功能（详见图3中描述）。
所述的显示设备13用于显示计算设备1的可视化数据。
如图2所示，是本发明点云模型贴图***较佳实施例的功能模块图。所述的点云模型贴图***10包括获取模块100、对齐模块101，三角网格化模块102，切割模块103、转换模块104、贴图模块105及输出模块106。
如上所述，以上各模块均以程序代码或指令的形式存储在计算设备1的存储设备11中或固化于该计算设备1的操作***中，并由该计算设备1的处理器12所执行。以下结合图3对点云模型贴图***10中的各功能模块进行详细说明。
参阅图3所示，是本发明点云模型贴图方法较佳实施例的流程图。本发明所述点云模型贴图方法并不限于图3所示流程图中的步骤及顺序。根据不同的实施例，图3所示流程图中的步骤可以增加、移除、或者改变顺序。
步骤S10，获取模块100获取某一物体平面的二维点云模型及该平面的二维影像。本方法较佳实施例中，所述获取模块100可以从存储设备11中获取所述物体的二维点云模型及二维影像。本发明其他较佳实施例中，所述的获取模块100从一个三维扫描***（未图示）中获取所述物体的二维点云模型及二维影像。所述的三维扫描***包括一个装夹治具用于固定所述物体，并包括一个量测设备对所述物体进行扫描得到该物体的二维点云模型，及包括一个CCD（Charge-coupled Device，电荷耦合元件）设备捕获该物体的二维影像。
步骤S11，对齐模块101将上述点云模型与二维影像对其重合。本发明较佳实施例中，所述对齐模块101在同一坐标系下，通过缩放、平移、旋转的方法实现二维点云模型与二维影像的对其重合。
步骤S12，三角网格化模块102将上述点云模型三角网格化，并对每个三角形编号。本发明较佳实施例中，三角网格化模块102根据三角网格化后的三角形外接圆内没有点与包围盒切割点云快速找临近点的方法，对点云模型三角网格化，包括如下步骤：（a）选择点云模型中的一点，从与当前选择的点所在及邻近的一个或者多个小包围盒中寻找距离所选择的点最近的第二点，其中，距离要小于用户给定的阀值；（b）从当前选择的点所在及邻近的一个或者多个小包围盒中寻找第三点，其中，该第三点与第一点及第二点连成的三角形外接圆中不包含点云模型中的其它点。
步骤S13，切割模块103根据三角网格化后的点云模型中的三角形对二维影像进行切割，得到由多个三角形组成的二维影像，并根据与点云模型中的三角形的对应关系，对该二维影像的三角形编号。如上所述，点云模型与二维影像在同一坐标系下，所述切割模块103可以根据三角网格化后的点云模型中的三角形的三个顶点的坐标对二维影像进行切割，得到由多个三角形组成的二维影像。
步骤S14，转换模块104通过一个转换矩阵将上述三角网格化后的二维的点云模型转化为三维点云。
步骤S15，贴图模块105根据上述对三角形的编号，将二维影像的三角形进行放大、缩小操作后贴到三维点云模型的对应的三角形上。
步骤S16，输出模块106输出贴图后的点云模型。通过该贴图后的点云模型可以了解到物体的颜色、材质、外貌等细节。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种点云模型贴图方法，其特征在于，该方法包括：
获取步骤：获取某一物体平面的二维点云模型及该平面的二维影像；
对齐步骤：将上述点云模型与二维影像对其重合；
三角网格化步骤：将上述点云模型三角网格化，并对每个三角形编号；
切割步骤：根据三角网格化后的点云模型中的三角形对二维影像进行切割，得到由多个三角形组成的二维影像，并根据与点云模型中的三角形的对应关系，对该二维影像的三角形编号；
转换步骤：通过一个转换矩阵将上述三角网格化后的二维的点云模型转化为三维点云；
贴图步骤：根据上述对三角形的编号，将二维影像的三角形进行放大、缩小操作后贴到三维点云模型的对应的三角形上；及
输出步骤：输出贴图后的点云模型。
2.如权利要求1所述的点云模型贴图方法，其特征在于，所述对齐步骤通过在同一坐标系下，进行缩放、平移、旋转的方法实现二维点云模型与二维影像的对其重合。
3.如权利要求1所述的点云模型贴图方法，其特征在于，所述三角网格化步骤包括：
选择点云模型中的一点，从与当前选择的点所在及邻近的一个或者多个小包围盒中寻找距离所选择的点最近的第二点；及
从当前选择的点所在及邻近的一个或者多个小包围盒中寻找第三点，其中，该第三点与第一点及第二点连成的三角形外接圆中不包含点云模型中的其它点。
4.如权利要求2所述的点云模型贴图方法，其特征在于，所述切割步骤中，根据三角网格化后的点云模型中的三角形的三个顶点的坐标对二维影像进行切割，得到由多个三角形组成的二维影像。
5.一种点云模型贴图***，其特征在于，该***包括：
获取模块，用于获取某一物体平面的二维点云模型及该平面的二维影像；
对齐模块，用于将上述点云模型与二维影像对其重合；
三角网格化模块，用于将上述点云模型三角网格化，并对每个三角形编号；
切割模块，用于根据三角网格化后的点云模型中的三角形对二维影像进行切割，得到由多个三角形组成的二维影像，并根据与点云模型中的三角形的对应关系，对该二维影像的三角形编号；
转换模块，用于通过一个转换矩阵将上述三角网格化后的二维的点云模型转化为三维点云；
贴图模块，用于根据上述对三角形的编号，将二维影像的三角形进行放大、缩小操作后贴到三维点云模型的对应的三角形上；及
输出模块，用于输出贴图后的点云模型。
6.如权利要求5所述的点云模型贴图***，其特征在于，所述对齐模块通过在同一坐标系下进行缩放、平移、旋转的方法实现二维点云模型与二维影像的对其重合。
7.如权利要求5所述的点云模型贴图***，其特征在于，所述三角网格化模块对点云模型三角网格化时选择点云模型中的一点，从与当前选择的点所在及邻近的一个或者多个小包围盒中寻找距离所选择的点最近的第二点；及从当前选择的点所在及邻近的一个或者多个小包围盒中寻找第三点，其中，该第三点与第一点及第二点连成的三角形外接圆中不包含点云模型中的其它点。
8.如权利要求6所述的点云模型贴图***，其特征在于，所述切割模块根据三角网格化后的点云模型中的三角形的三个顶点的坐标对二维影像进行切割，得到由多个三角形组成的二维影像。
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