体积测量

功能介绍

求出选定区域内所有点云到参考平面的投影所形成的体积

模块位置：测量-体积测量

原理

投影法可分为中心投影法、斜投影和正投影，如下图。一般点云体积测量采用正投影法。投影法简单容易实现，适用于现状复杂的点云模型。

投影法的中心思想是通过投影的方式将目标点云投影到确定的平面上，将空间对象转换成平面对象。在投影过程中，假设已知三维点云中某一个点的法向量，过这一点作与该点法向量垂直的切平面，该平面就是三维点云表面在这一个点邻域的一阶逼近，然后将这个点与周围的点，对平面作投影，对平面上的点进行三角剖分，得到点之间的拓扑关系，最后将平面上的拓扑关系映射回三维空间中，就形成了空间里的三维点云数据的空间三角化，如下图：

下图是 3 个点到投影平面形成体积的示意图，蓝色点 G、D、F 为所求体积区域内的 3D 点，绿色平面为投影参考平面，投影点分别为 I、E、H，因此点到参考平面投影围成的阴影体积部分即为所求的体积。

测量方法

目前支持 2 种测量方法：

1. FixSinglePointArea，快速法，固定所求区域内所有 3D 点到投影平面的投影面积为一个相同的值，体积累加。这种方法适合在一些特定的的测量场景中应用（点云分布均匀，投影平面和所求体积区域平面有较高的平行特征）。计算速度更快，但是准确率有损失。
2. EachPointProjectionArea，积分法，逐个点计算投影面积，体积累加。这种方法具有良好的普适性，可以应用在不同场景中。准确率更高，但是计算速度相对慢。

设置参数

• 图像源：通常是图像预处理之后的图像数据
• 方法：根据场景，选择一种合适的测量方法，快速法和积分法
• 区域：选择不同类型的区域，调整位置和大小
• 平面：投影平面，通过划定部分区域拟合得到投影的参考平面，通常选择一个较大的区域
• 单个点投影面积：只对快速法测量方法有效，指定所有点到投影平面的面积为一个相同的值，适用在特定场景

案例流程

左边是 3D 图像的体积测量画面，右边是体积测量流程；执行之后在左下角可以看到测量结果和历史结果，右下角可以看到测量时间和周期时间

主要分为 4 个步骤：

1. 获取源数据，可以选择相机或者加载本地数据

2. 使用平面模块生成一个投影参考平面

3. 使用区域框选出需要体积测量的位置

4. 使用体积测量

信息

上面的流程仅作为参考，实际根据不同应用场景的需求进行修改

应用

1. 单独测量体积，作为产品的一种规格
2. 体积测量结果作为一种输入，辅助后续模块使用