CN112884898B - 用于测量纹理映射精度的参考装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于测量纹理映射精度的参考装置、测量纹理映射精度的方法和测量纹理映射精度的系统。其中，该参考装置包括第一结构和第二结构；所述第一结构包括第一平面，第二结构包括第一特征点和第一曲面；其中，所述第一平面与所述第一特征点在所述第一平面的第一垂直投影点具有第一空间位置关系；所述第一曲面在所述第一平面的第一垂直投影图形与所述第一垂直投影点具有第二空间位置关系；所述第一平面与所述第一曲面的表面纹理特征不同。通过本发明，能够解决相关技术中缺少量化纹理映射精度的方案的问题，提供了一种能够用于量化纹理映射精度的参考装置。

Description

用于测量纹理映射精度的参考装置

技术领域

本申请涉及三维扫描领域，特别是涉及用于测量纹理映射精度的参考装置、测量纹理映射精度的方法和测量纹理映射精度的系统。

背景技术

在三维彩色扫描过程中，包含了模型重建和纹理映射两大过程，其中纹理映射实现了对三维模型表面细节的描写，提高了模型的真实感。目前模型重建的检测手段已相对成熟，以普通手持三维扫描仪为例，扫描精度可以达到±0.02mm，然而纹理映射作为三维重建的一个重要部分，目前的重视程度和检测手段远不如模型重建，在彩色扫描效果的精度和细节度方面的评价基本空缺，用户对纹理映射的效果基本通过人眼进行人为评估，由于人员的差异性所以并未能得到有效评估，很难得到量化。

针对相关技术中缺少量化纹理映射精度的方案的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

在本实施例中提供了一种用于测量纹理映射精度的参考装置、测量纹理映射精度的方法和测量纹理映射精度的系统，以解决相关技术中缺少量化纹理映射精度的方案的问题。

第一个方面，在本实施例中提供了一种用于测量纹理映射精度的参考装置，所述参考装置包括第一结构和第二结构；所述第一结构包括第一平面，第二结构包括第一特征点和第一曲面；其中，所述第一平面与所述第一特征点在所述第一平面的第一垂直投影点具有第一空间位置关系；所述第一曲面在所述第一平面的第一垂直投影图形与所述第一垂直投影点具有第二空间位置关系；所述第一平面与所述第一曲面的表面纹理特征不同。

在其中的一些实施例中，所述表面纹理特征包括纹路和/或颜色。

在其中的一些实施例中，所述第一特征点的数量为多个。

在其中的一些实施例中，所述第二结构贴合于所述第一平面内，且所述第二结构与所述第一平面贴合所覆盖的区域与所述第一垂直投影图形重合。

在其中的一些实施例中，所述第一结构包括基座平台，所述基座平台的表面包括所述第一平面；所述第二结构安装于所述基座平台的表面；所述第二结构的表面包括所述第一曲面，所述第二结构包括以下之一：半球体、半椭球体、圆台体、圆柱体、多面台体、多面柱体、圆锥体、多面椎体。

在其中的一些实施例中，所述第二空间位置关系包括：所述第一垂直投影图形的焦点或几何中心重合于所述第一垂直投影点；其中，

所述第二结构为半球体，所述第一特征点为所述半球体的球心，所述第一垂直投影图形为圆形，所述第一垂直投影点为该圆形的圆心；或者

所述第二结构为半椭球体，所述第一特征点为所述半椭球体的焦点，所述第一垂直投影图形为所述半椭球体沿长轴所在平面截取的椭圆形，所述第一垂直投影点为该椭圆形的焦点；或者

所述第二结构为半椭球体，所述第一特征点为所述半椭球体的焦点，所述第一垂直投影图形为所述半椭球体沿短轴所在平面截取的圆形，所述第一垂直投影点为该圆形的圆心；或者

所述第二结构为圆台体、圆柱体、多面台体、多面柱体、圆锥体或多面椎体，所述第一特征点为所述第二结构的旋转轴上的点，所述第一垂直投影点为所述第二结构的底面的几何中心。

在其中的一些实施例中，所述第一空间位置关系包括：所述第一平面的几何中心与所述第一垂直投影点重合。

在其中的一些实施例中，所述第一垂直投影图形位于所述第一平面内部。

第二个方面，在本实施例中提供了一种测量纹理映射精度的方法，应用于第一个方面所述的用于测量纹理映射精度的参考装置，包括：

获取与所述参考装置对应的三维扫描模型，其中，所述三维扫描模型经纹理映射；

在所述三维扫描模型中确定第二平面，其中，所述第二平面对应于所述第一平面；

获取第一几何信息，其中，所述第一几何信息包括第二垂直投影点的第一位置信息和/或所述第一垂直投影图形的第一尺寸信息，所述第二垂直投影点对应于所述第一垂直投影点，所述第一位置信息基于所述第二平面与所述第一空间位置关系确定；

将所述三维扫描模型垂直投影于所述第二平面，得到投影图像；

按照所述第一垂直投影图形的形状，对所述投影图像上的目标图像区域拟合，得到第二垂直投影图形，其中，所述目标图像区域具有与所述第一曲面对应的表面纹理特征；

获取第二几何信息，其中，所述第二几何信息包括所述第二垂直投影点的第二位置信息和/或所述第二垂直投影图形的第二尺寸信息，所述第二位置信息基于所述第二垂直投影图形与所述第二空间位置关系确定；

根据所述第一几何信息和所述第二几何信息，确定所述三维扫描模型的纹理映射精度。

在其中的一些实施例中，所述纹理映射精度包括纹理映射的尺寸偏差；根据所述第一几何信息和所述第二几何信息，确定所述三维扫描模型的纹理映射精度包括：

确定所述第一位置信息和所述第二位置信息的距离值；

根据所述距离值，确定所述三维扫描模型的纹理映射的尺寸偏差。

在其中的一些实施例中，所述第一几何信息还包括所述第一垂直投影图形的第一尺寸信息；所述第二几何信息还包括所述第二垂直投影图形的第二尺寸信息，所述纹理映射精度包括纹理映射的形状误差；根据所述第一几何信息和所述第二几何信息，确定所述三维扫描模型的纹理映射精度包括：

确定所述第一尺寸信息和所述第二尺寸信息的误差值；

根据所述误差值，确定所述三维扫描模型的纹理映射的形状误差。

在其中的一些实施例中，所述第一位置信息和所述第二位置信息基于在所述第二平面内且具有相同基准点的坐标系确定。

在其中的一些实施例中，按照所述第一垂直投影图形的形状，对所述投影图像上的目标图像区域拟合，得到第二垂直投影图形包括：

按照所述第一垂直投影图形的形状以外接方式，对所述投影图像上的目标图像区域进行拟合，得到所述第二垂直投影图形。

第三个方面，在本实施例中提供了一种测量纹理映射精度的方法，应用于第一个方面所述的用于测量纹理映射精度的参考装置，包括：

获取与所述参考装置对应的第一三维扫描模型；

在所述第一三维扫描模型中确定第二平面，其中，所述第二平面对应于所述第一平面；

获取第一几何信息，其中，所述第一几何信息包括第二垂直投影点的第一位置信息和/或所述第一垂直投影图形的第一尺寸信息，所述第二垂直投影点对应于所述第一垂直投影点，所述第一位置信息基于所述第二平面与所述第一空间位置关系确定；

对所述第一三维扫描模型进行纹理映射，得到第二三维扫描模型；

将所述第二三维扫描模型垂直投影于所述第二平面，得到投影图像；

按照所述第一垂直投影图形的形状，对所述投影图像上的目标图像区域拟合，得到第二垂直投影图形，其中，所述目标图像区域具有与所述第一曲面对应的表面纹理特征；

获取第二几何信息，其中，所述第二几何信息包括所述第二垂直投影点的第二位置信息和/或所述第二垂直投影图形的第二尺寸信息，所述第二位置信息基于所述第二垂直投影图形与所述第二空间位置关系确定；

根据所述第一几何信息和所述第二几何信息，确定所述第二三维扫描模型的纹理映射精度。

第四个方面，在本实施例中提供了一种测量纹理映射精度的系统，所述系统包括第一个方面所述的用于测量纹理映射精度的参考装置，以及电子装置；所述电子装置包括存储器和处理器，所述所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行第二个方面所述的测量纹理映射精度的方法，或者第三个方面所述的测量纹理映射精度的方法。

与相关技术相比，在本实施例中提供的用于测量纹理映射精度的参考装置、测量纹理映射精度的方法和测量纹理映射精度的系统，采用的参考装置包括第一结构和第二结构；所述第一结构包括第一平面，第二结构包括第一特征点和第一曲面；其中，所述第一平面与所述第一特征点在所述第一平面的第一垂直投影点具有第一空间位置关系；所述第一曲面在所述第一平面的第一垂直投影图形与所述第一垂直投影点具有第二空间位置关系；所述第一平面与所述第一曲面的表面纹理特征不同，能够解决相关技术中缺少量化纹理映射精度的方案的问题，提供了一种能够用于量化纹理映射精度的参考装置。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实施例提供的用于测量纹理映射精度的参考装置的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的测量纹理映射精度的方法的流程图。

图3是本申请实施例提供的测量纹理映射精度的方法的流程图。

图4是本申请实施例提供的测量纹理映射精度的系统的结构示意图。

图5是本申请优选实施例提供的用于测量纹理映射精度的参考装置的结构示意图。

图6是本申请优选实施例提供的纹理半球的球心P1在O1-x1y1坐标系中的位置的示意图。

图7是本申请优选实施例提供的纹理半球的投影的圆心P2在O2-x2y2坐标系中的位置的示意图。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。

纹理映射又称为纹理贴图，是将纹理空间中的纹理像素映射到屏幕空间中的像素的过程。简单来说，就是把一幅图像映射到三维扫描模型的表面上来增强真实感。为了测量纹理映射精度，在本实施例中提供一种参考装置，以通过该参考装置实现对不同型号的具有纹理映射功能的装置的纹理映射精度进行评估，并统一评估的标准。

图1是本实施例提供的用于测量纹理映射精度的参考装置的结构示意图，如图1所示，该参考装置包括第一结构10和第二结构20；第一结构10包括第一平面101，第二结构20包括第一特征点201和第一曲面202；其中，第一平面101与第一特征点201在第一平面101的第一垂直投影点201’具有第一空间位置关系；第一曲面202在第一平面101的第一垂直投影图形202’与第一垂直投影点201’具有第二空间位置关系；第一平面101与第一曲面202的表面纹理特征不同。

上述的第一空间位置关系是指第一平面101与第一垂直投影点201’之间的相对位置关系，根据该相对位置关系，可以由第一平面101的位置确定第一垂直投影点201’的位置。该第一垂直投影点201’位于该第一平面101所在的平面内。在不冲突的情况下，本实施例中的平面一般是指有界的表面，表示的是物体表面的平面部分，例如，上述的第一平面101是指第一结构10表面的一个平面部分。

上述的第二空间位置关系是指第一垂直投影图形202’与第一垂直投影点201’之间的相对位置关系，根据该相对位置关系，可以由第一垂直投影图形202’的位置确定第一垂直投影点201’的位置。在不冲突的情况下，本实施例中的曲面一般是指非平面的表面，表示的是物体表面的非平面部分。该非平面部分可以是具有平滑过渡的曲面，也可以是由多个平面组成的曲面。

在上述的参考装置中，第一平面101与第一曲面202的表面纹理特征不同，该表面纹理特征包括但不限于纹路、颜色，或者纹路和颜色的组合。

通常来说，可以通过在第一结构10和第二结构20的表面涂覆不同材质、颜色的材料，以及绘制不同的纹路等方式，以得到表面纹理特征不同的第一平面101和第一曲面202。

在另一些实施例中，还可以通过采用不同的材质来制造第一结构10和第二结构20，以使得二者的表面具有不同的表面纹理特征。例如，第一结构10采用黑色碳纤维材料制成，以得到具有黑色表面纹理特征的第一平面101。第二结构20采用白色陶瓷材料制成，以得到具有白色表面纹理特征的第二曲面202。

本实施例提供的参考装置中，第二结构20具有的第一特征点201的数量不限于一个，而是可以为两个或者两个以上。相应地，在第一特征点201的数量为两个或两个以上的情况下，这些第一特征点201在第一平面101上也可以有多个第一垂直投影点201’，每个第一特征点201对应于一个第一垂直投影点201’。相应地，第一空间位置关系包括第一平面101与每个第一垂直投影点201’之间的相对位置关系；第二空间位置关系包括第一垂直投影图形202’与每个第一垂直投影点201’之间的相对位置关系。

在其中的一些实施例中，第二结构20贴合于第一平面101内，且第二结构20大致上呈底部横截面积较大而底部以上的任意横截面积均不大于底部横截面积的形状，以使得第二结构20与第一平面101贴合所覆盖的区域与第一垂直投影图形202’重合。例如，第二结构20可以包括但不限于是：半球体、半椭球体、圆台体、圆柱体、多面台体、多面柱体、圆锥体、多面椎体，或者这些结构的类似体。

其中，半椭球体可以是由经过椭球体长轴的截面截取的半椭球体，也可以是由经过椭球体短轴的截面所截取的半椭球体。

其中，类似体例如可以是半球体沿垂直于第一平面101的方向拉伸或压缩得到的类似半球体，或者底面为规则几何图形且具有不规则曲面的结构体，或者底面为不规则几何图形的椎体或者台体。

出于方便加工制造的考虑，在本申请实施例中选用规则几何体为基础获取上述的第二结构20。该规则几何体满足下列条件：该规则几何体在第一平面101上的第一垂直投影图形202’(也就是该规则几何体的底面形状)为基于第一垂直投影点201’构建的几何图形。例如，第一垂直投影图形202’为圆形，第一垂直投影点201’位该第一垂直投影图形202’的圆心上。例如，第一垂直投影图形202’为正六边形，第一垂直投影点201’位于该第一垂直投影图形202’的对称中心。例如，第一垂直投影图形202’为椭圆形，第一垂直投影点201’数量为两个，分别位于该第一垂直投影图形202’的两个焦点上。如此设置，使得第一垂直投影图形202’为基于第一垂直投影点201’构建的几何图形，从而基于几何图形的构建规则确定第二空间位置关系。

在其中的一些实施例中，第一结构10可以为基座平台，基座平台的表面包括第一平面101；第二结构20安装于基座平台的表面；第二结构20的表面包括第一曲面202。其中，第一平面101可以是基座平台的整个上表面，也可以是基座平台的上表面的部分区域。该第一平面101的形状可以是但不限于：矩形、圆形、三角形等任意规则图形，或者任意不规则图形。

第二空间位置关系是指第一垂直投影图形202’与第一垂直投影点201’之间的相对位置关系，根据该相对位置关系，可以由第一垂直投影图形202’的位置确定第一垂直投影点201’的位置。在其中的一些实施例中，第二空间位置关系包括：第一垂直投影图形202’的焦点或几何中心重合于第一垂直投影点。

当第二结构20为半球体的情况下，第一特征点201可以为半球体的球心。半球体在第一平面101上的第一垂直投影图形202’为圆形，半球体的球心在第一平面101上的第一垂直投影点201’为该圆形的圆心，即第一垂直投影点201’与第一垂直投影图形202’的圆心重合。

当第二结构20为半椭球体的情况下，第一特征点201可以为半椭球体的两个焦点或者两个焦点中的任意一个。半椭球体在第一平面101上的第一垂直投影图形202’为半椭球体沿长轴所在平面截取的椭圆形，半椭球体的焦点在第一平面101上的第一垂直投影点201’为该椭圆形的焦点，即第一垂直投影点201’与第一垂直投影图形202’的焦点重合。

当第二结构20为半椭球体的情况下，第一特征点201可以为半椭球体的两个焦点或者两个焦点中的任意一个。半椭球体在第一平面101上的第一垂直投影图形202’为半椭球体沿短轴所在平面截取的圆形，半椭球体的焦点在第一平面101上的第一垂直投影点201’为该圆形的圆心，即第一垂直投影点201’与第一垂直投影图形202’的圆心重合。

当第二结构20为圆台体、圆柱体、多面台体、多面柱体、圆锥体或多面椎体的情况下，第一特征点201可以为第二结构20的旋转轴上的任意一点。第二结构20在第一平面101上的第一垂直投影图形202’与第二结构20的底面形状相同且完全重合。第二结构20的第一特征点201在第一平面101上的第一垂直投影点201’为第二结构20的底面的几何中心，即第一垂直投影点201’与第一垂直投影图形202’的几何中心重合。

第一空间位置关系是指第一平面101与第一垂直投影点201’之间的相对位置关系，根据该相对位置关系，可以由第一平面101的位置确定第一垂直投影点201’的位置。在其中的一些实施例中，第一空间位置关系包括：第一平面101的几何中心与第一垂直投影点201’重合。

在其中的一些实施例中，第一垂直投影图形202’位于第一平面101内部。如此设置，可以使得第一垂直投影图形202’的边界完整。

基于上述实施例提供的用于测量纹理映射精度的参考装置，在本实施例中还提供了一种测量纹理映射精度的方法。图2是本申请实施例提供的测量纹理映射精度的方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S201，获取与参考装置对应的三维扫描模型，其中，三维扫描模型经纹理映射。

步骤S202，在三维扫描模型中确定第二平面，其中，第二平面对应于第一平面。

步骤S203，获取第一几何信息，其中，第一几何信息包括第二垂直投影点的第一位置信息，第二垂直投影点对应于第一垂直投影点，第一位置信息基于第二平面与第一空间位置关系确定。

步骤S204，将三维扫描模型垂直投影于第二平面，得到投影图像。

步骤S205，按照第一垂直投影图形的形状，对投影图像上的目标图像区域拟合，得到第二垂直投影图形，其中，目标图像区域具有与第一曲面对应的表面纹理特征。

例如，当所述第一垂直投影图形的形状为圆形时，在拟合第二垂直投影图形时，采用圆形拟合第二垂直投影图形。

步骤S206，获取第二几何信息，其中，第二几何信息包括第二垂直投影点的第二位置信息，第二位置信息基于第二垂直投影图形与第二空间位置关系确定。

步骤S207，根据第一几何信息和第二几何信息，确定三维扫描模型的纹理映射精度。

在上述步骤中，经纹理映射的三维扫描模型的几何结构基于三维重建生成，具有比较高的精度，即三维扫描模型保留了原始的参考装置的空间位置关系。那么，通过在步骤S202中确定第二平面，结合已知的第一空间位置关系，就能够在第二平面上确定第二投影点的位置信息，该位置信息在本实施例中被称为第一位置信息。

在上述步骤中，经纹理映射的三维扫描模型具有表面纹理特征，但是这些表面纹理特征因纹理映射精度的影响，会存在错位现象，即三维扫描模型在其表面纹理特征的界线与几何特征的界线将不完全重合。基于这种界线的不完全重合，在上述步骤中通过将三维扫描模型垂直投影于第二平面，得到投影图像，然后再使用第一垂直投影图形的形状对投影图像上的目标图像区域进行拟合，得到第二垂直投影图形。以采用外接方式拟合为例，假设纹理映射的精度偏差是使得投影图像上的左右两个部分的投影图像产生了上下错位，那么通过外接拟合得到的第二垂直投影图形的长宽尺寸将会大于第一垂直投影图形的长宽尺寸，以及在根据第二垂直投影图形和已知的第二空间位置关系，确定得到的第二垂直投影点的第二位置信息，也将可能与根据几何特征信息获取的第一位置信息存在偏差。

在本实施例中，通过上述的第二垂直投影图形相对于第一垂直投影图形的长宽尺寸的偏差，和/或，基于不同方式确定的第二垂直投影点的位置偏差，来对纹理映射精度进行量化和测量。

需要说明的是，拟合方式并不限于上述的外接拟合的方式，例如也可以采用距离损失最小的图形拟合方式，或者其他已知的拟合方式。采用外接拟合的方式比较简单，运算量小，便于应用。

其中，通过基于不同方式确定的第二垂直投影点的位置偏差来量化纹理映射精度例如可以是：先确定第一位置信息和第二位置信息的距离值，然后根据该距离值，确定三维扫描模型的纹理映射的尺寸偏差。

在其中的一些实施例中，第一几何信息还包括第一垂直投影图形的第一尺寸信息；第二几何信息还包括第二垂直投影图形的第二尺寸信息，纹理映射精度包括纹理映射的形状误差。其中，通过第二垂直投影图形相对于第一垂直投影图形的长宽尺寸的偏差来量化纹理映射精度例如可以是：先确定第一尺寸信息和第二尺寸信息的误差值；然后根据该误差值，确定三维扫描模型的纹理映射的形状误差。

在其中的一些实施例中，第一位置信息和第二位置信息基于在第二平面内且具有相同基准点的坐标系确定。例如，在第二平面为矩形的情况下，基于简便的原则，可以选取该矩形的左下角点或者左上角点作为坐标原点，选取与该坐标原点为交点的两条矩形边作为坐标轴建立统一的二维坐标系。在一些情况下，为了描述诸如第一特征点的位置，也可以建立三维坐标系。但需要说明的是，三维坐标系并不是必需的。

在图2所示的测量纹理映射精度的方法中，第一几何信息和第二几何信息都是由经纹理映射的三维扫描模型获取的。由于经纹理映射前后的两个三维扫描模型的几何结构信息是相同的，不同的仅仅是表面纹理特征，因此，在本申请的另一些实施例中，第一几何信息也可以基于经纹理映射前的三维扫描模型获取，而第二集合信息基于经纹理映射后的三维扫描模型获取。

图3是本申请实施例提供的测量纹理映射精度的方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤S301，获取与参考装置对应的第一三维扫描模型。

步骤S302，在第一三维扫描模型中确定第二平面，其中，第二平面对应于第一平面。

步骤S303，获取第一几何信息，其中，第一几何信息包括第二垂直投影点的第一位置信息，第二垂直投影点对应于第一垂直投影点，第一位置信息基于第二平面与第一空间位置关系确定。

步骤S304，对第一三维扫描模型进行纹理映射，得到第二三维扫描模型。

步骤S305，将第二三维扫描模型垂直投影于第二平面，得到投影图像。

步骤S306，按照第一垂直投影图形的形状，对投影图像上的目标图像区域拟合，得到第二垂直投影图形，其中，目标图像区域具有与第一曲面对应的表面纹理特征。

步骤S307，获取第二几何信息，其中，第二几何信息包括第二垂直投影点的第二位置信息，第二位置信息基于第二垂直投影图形与第二空间位置关系确定。

步骤S308，根据第一几何信息和第二几何信息，确定第二三维扫描模型的纹理映射精度。

通过上述方式，实现了对第一几何信息和第二几何信息的分阶段获取。

需要说明的是，图3所示的流程图在不冲突的情况下，可以结合图2所示的实施例描述，在此不再赘述。

需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本实施例还提供了一种测量纹理映射精度的系统。图4是本申请实施例提供的测量纹理映射精度的系统的结构示意图，如图4所示，该系统包括上述实施例的用于测量纹理映射精度的参考装置40，以及电子装置50。该电子装置50包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述实施例提供的测量纹理映射精度的方法。

在其中一些实施例中，电子装置50包括三维扫描系统501，该三维扫描系统501用于扫描参考装置40，并获取参考装置40的三维扫描模型。该三维扫描模型可以是经纹理映射前的三维扫描模型，和/或经纹理映射后的三维扫描模型。

下面通过优选实施例对本实施例进行描述和说明。

图5是本申请优选实施例提供的用于测量纹理映射精度的参考装置的结构示意图，如图5所示，该参考装置包括基座平台510和标准半球520；标准半球520安装在基座平台510上，基座平台510长宽方向尺寸大于标准半球520的直径，且标准半球520的球心落在标准半球520与基座平台510的贴合面上。

作为优选的，基座平台510和标准半球520的表面采用两种表面纹理特征进行区分，例如，基座平台510采用黑色材质，标准半球520采用白色材质。作为优选的，基座平台510为碳纤维基座，标准半球520为陶瓷半球。

作为优选的，碳纤维基座的尺寸为200mm×150mm×8mm，陶瓷半球的直径为100mm。

基于上述的用于测量纹理映射精度的参考装置，本优选实施例提供了一种测量纹理映射精度的方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：采用三维彩色扫描仪测量设备对参考装置进行扫描重建，得到参考装置的三维扫描模型，在三维处理软件中以O1点为中心建立坐标系，拟合半球得到在x1y1平面的球心P1(x1，y1)。由于本实施例中的半球球心位于半球与基座平台的贴合面上，因此，上述的球心P1在基座平台上的垂直投影点与P1重合。

步骤二：扫描软件对步骤一得到的三维扫描模型进行纹理映射，将具有纹理细节的模型在三维处理软件中以x2y2平面进行投影，得到二维投影图像，在三维处理软件中以O2为中心建立坐标系，根据外接拟合圆得到纹理半球的在x2y2平面的圆心P2(x2，y2)。

步骤三：扫描模型得到的坐标值与纹理模型投影得到的坐标值进行坐标系对齐，以实现不同测量结果的坐标系统一。坐标系对齐后，模型半球的圆心坐标与纹理模型投影得到半球的投影圆心坐标进行比对分析则可实现纹理映射效果的评估，能有效提高用户现场的评定效率。

基于上述的用于测量纹理映射精度的参考装置，本优选实施例还提供了一种测量纹理映射精度的方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：采用三维彩色扫描仪测量设备扫描本装置，得到三维扫描模型并确定基准点O1，在三维处理软件中以基准点O1为中心建立坐标系O1-x1y1z1，拟合模型得到在x1y1平面的几何中心P1(x1，y1)，同时测得模型尺寸d1。

步骤二：扫描软件对步骤一得到的扫描模型进行纹理映射，将具有纹理细节的模型在三维处理软件中投影到xy平面，得到二维投影图像案，在三维处理软件中采用基准点的投影点O2为中心建立坐标系O2-x2y2z2，拟合纹理投影图案得到在x2y2平面的几何中心P2(x2，y2)，纹理图案尺寸为d2。

步骤三：扫描模型得到的坐标系O1-x1y1z1与纹理模型投影得到的坐标系O2-x2y2z2进行坐标系对齐，以实现不同测量结果的坐标系统一。坐标系对齐得到坐标系O’-x’y’z’，P1(x1,y1)对应坐标为P1’(x1’,y1’)，P2(x2,y2)对应坐标为P2’(x2’,y2’)。

步骤四：由步骤一和步骤二得到形状误差E＝|d1–d2|，在软件中选取点P1’和点P2’进而得测距d’，d’即为尺寸偏差。

步骤五：模型半球几何信息与纹理模型投影得到的几何信息进行比对分析则可实现纹理映射效果的评估，能有效提高用户现场的评定效率。

应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。

显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。

“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种用于测量纹理映射精度的参考装置，其特征在于，所述参考装置包括第一结构和第二结构；所述第一结构包括第一平面，第二结构包括第一特征点和第一曲面；其中，所述第一平面与所述第一特征点在所述第一平面的第一垂直投影点具有第一空间位置关系；所述第一曲面在所述第一平面的第一垂直投影图形与所述第一垂直投影点具有第二空间位置关系；所述第一平面与所述第一曲面的表面纹理特征不同；

其中，所述第一空间位置关系包括：所述第一平面的几何中心与所述第一垂直投影点重合；

所述第二空间位置关系包括：所述第一垂直投影图形的焦点或几何中心重合于所述第一垂直投影点；

所述第二结构呈底部横截面积较大而底部以上的任意横截面积均不大于底部横截面积的形状。

2.根据权利要求1所述的参考装置，其特征在于，所述表面纹理特征包括纹路和/或颜色。

3.根据权利要求1所述的参考装置，其特征在于，所述第一特征点的数量为多个。

4.根据权利要求1所述的参考装置，其特征在于，所述第二结构贴合于所述第一平面内，且所述第二结构与所述第一平面贴合所覆盖的区域与所述第一垂直投影图形重合。

5.根据权利要求1所述的参考装置，其特征在于，所述第一结构包括基座平台，所述基座平台的表面包括所述第一平面；所述第二结构安装于所述基座平台的表面；所述第二结构的表面包括所述第一曲面，所述第二结构包括以下之一：半球体、半椭球体、圆台体、圆柱体、多面台体、多面柱体、圆锥体、多面椎体。

6.根据权利要求5所述的参考装置，其特征在于，所述第二结构为半球体，所述第一特征点为所述半球体的球心，所述第一垂直投影图形为圆形，所述第一垂直投影点为该圆形的圆心；或者

所述第二结构为半椭球体，所述第一特征点为所述半椭球体的焦点，所述第一垂直投影图形为所述半椭球体沿长轴所在平面截取的椭圆形，所述第一垂直投影点为该椭圆形的焦点；或者

所述第二结构为半椭球体，所述第一特征点为所述半椭球体的焦点，所述第一垂直投影图形为所述半椭球体沿短轴所在平面截取的圆形，所述第一垂直投影点为该圆形的圆心；或者

所述第二结构为圆台体、圆柱体、多面台体、多面柱体、圆锥体或多面椎体，所述第一特征点为所述第二结构的旋转轴上的点，所述第一垂直投影点为所述第二结构的底面的几何中心。

7.根据权利要求5所述的参考装置，其特征在于，所述第一垂直投影图形位于所述第一平面内部。

8.一种测量纹理映射精度的方法，应用于权利要求1至7中任一项所述的用于测量纹理映射精度的参考装置，其特征在于包括：

获取与所述参考装置对应的三维扫描模型，其中，所述三维扫描模型经纹理映射；

在所述三维扫描模型中确定第二平面，其中，所述第二平面对应于所述第一平面；

获取第一几何信息，其中，所述第一几何信息包括第二垂直投影点的第一位置信息和/或所述第一垂直投影图形的第一尺寸信息，所述第二垂直投影点对应于所述第一垂直投影点，所述第一位置信息基于所述第二平面与所述第一空间位置关系确定；

将所述三维扫描模型垂直投影于所述第二平面，得到投影图像；

按照所述第一垂直投影图形的形状，对所述投影图像上的目标图像区域拟合，得到第二垂直投影图形，其中，所述目标图像区域具有与所述第一曲面对应的表面纹理特征；

获取第二几何信息，其中，所述第二几何信息包括所述第二垂直投影点的第二位置信息和/或所述第二垂直投影图形的第二尺寸信息，所述第二位置信息基于所述第二垂直投影图形与所述第二空间位置关系确定；

根据所述第一几何信息和所述第二几何信息，确定所述三维扫描模型的纹理映射精度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述纹理映射精度包括纹理映射的尺寸偏差；根据所述第一几何信息和所述第二几何信息，确定所述三维扫描模型的纹理映射精度包括：

确定所述第一位置信息和所述第二位置信息的距离值；

根据所述距离值，确定所述三维扫描模型的纹理映射的尺寸偏差。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述纹理映射精度包括纹理映射的形状误差；根据所述第一几何信息和所述第二几何信息，确定所述三维扫描模型的纹理映射精度包括：

确定所述第一尺寸信息和所述第二尺寸信息的误差值；

根据所述误差值，确定所述三维扫描模型的纹理映射的形状误差。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一位置信息和所述第二位置信息基于在所述第二平面内且具有相同基准点的坐标系确定。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，按照所述第一垂直投影图形的形状，对所述投影图像上的目标图像区域拟合，得到第二垂直投影图形包括：

按照所述第一垂直投影图形的形状以外接方式，对所述投影图像上的目标图像区域进行拟合，得到所述第二垂直投影图形。

13.一种测量纹理映射精度的方法，应用于权利要求1至7中任一项所述的用于测量纹理映射精度的参考装置，其特征在于包括：

获取与所述参考装置对应的第一三维扫描模型；

在所述第一三维扫描模型中确定第二平面，其中，所述第二平面对应于所述第一平面；

获取第一几何信息，其中，所述第一几何信息包括第二垂直投影点的第一位置信息和/或所述第一垂直投影图形的第一尺寸信息，所述第二垂直投影点对应于所述第一垂直投影点，所述第一位置信息基于所述第二平面与所述第一空间位置关系确定；

对所述第一三维扫描模型进行纹理映射，得到第二三维扫描模型；

将所述第二三维扫描模型垂直投影于所述第二平面，得到投影图像；

按照所述第一垂直投影图形的形状，对所述投影图像上的目标图像区域拟合，得到第二垂直投影图形，其中，所述目标图像区域具有与所述第一曲面对应的表面纹理特征；

获取第二几何信息，其中，所述第二几何信息包括所述第二垂直投影点的第二位置信息和/或所述第二垂直投影图形的第二尺寸信息，所述第二位置信息基于所述第二垂直投影图形与所述第二空间位置关系确定；

根据所述第一几何信息和所述第二几何信息，确定所述第二三维扫描模型的纹理映射精度。

14.一种测量纹理映射精度的系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至7中任一项所述的用于测量纹理映射精度的参考装置，以及电子装置；所述电子装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求8至12中任一项所述的测量纹理映射精度的方法，或者权利要求13所述的测量纹理映射精度的方法。

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