[發明專利]一種數碼相機移動拍攝三維重建方法

無效

• 申請號: 201210281322.9
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102881040A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 梁震華
• 申請（專利權）人: 浙江華震數字化工程有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/00;G03B35/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 劉朵朵

1.一種數碼相機移動拍攝三維重建方法，包括用于拍攝成像的數碼照相機和需要進行三維重建的拍攝對象，其特征在于包括以下步驟：

（1）在數碼照相機旁邊設置有干涉光源，所述干涉光源包括光柵；

（2）內部參數標定：在需要進行三維重建的拍攝對象處固定安放標定板，調節干涉光源與標定板相對位置，使標定板上光柵條影像清晰后固定所述干涉光源，再調節數碼照相機位置，拍攝光柵條在標定板上的清晰影像，拍攝后分別測定和記錄所述干涉光源和數碼照相機在拍攝位置的像距值，固定干涉光源與數碼照相機的位置和角度不變；

（3）外部參數標定：根據鏡頭參數以及像距，計算數碼照相機及干涉光源的焦距以及與拍攝對象的物距，然后對拍攝的標定板圖像進行處理，提煉出一些不同視角所共有的特征信息，組織好相應特征信息的特征數據的映射關系，將這組有映射關系的數據與相應的焦距作為參數，選擇確定一個參照坐標系，然后把不同視角的特征信息轉換到所述參照坐標系中，利用光學成像原理和三角函數及透視投影原理，進行一系列的定標計算，計算出數碼照相機CCD或干涉光源和參照坐標系的相對角度即x角度值、y角度值和z角度值，以及數碼照相機及干涉光源相互之間的距離；

（4）拍攝：移開標定板，干涉光源與數碼照相機位置和角度不變，微調數碼照相機，拍攝帶有光柵條的對象的照片；

（5）獲取圖像及圖像處理：拍攝好的帶有光柵條的對象的照片導入至電腦，然后對圖像進行初步處理，主要包括對圖像進行邊緣處理和拐點處理，使圖像邊緣和拐點更易檢測，利于后續圖像的矢量化處理；

（6）三維重建：將上述進行初步處理過的圖像進行重建，主要包括圖像處理、矢量處理和三維處理，即將圖像進行細化處理后進行矢量化，然后根據內部參數標定的像距值和外部參數標定的x角度值、y角度值和z角度值，及相互之間的距離在參照坐標系下對處理后的矢量化圖像進行所有像素點的三維坐標計算，重建拍攝對象的三維圖像。

2.如權利要求1所述的數碼相機移動拍攝三維重建方法，其特征在于：所述步驟5圖像獲取中，標定好的數碼照相機拍攝完成一幅圖像后，在一臺數碼照相機或干涉光源固定的情況下，在有共面特征信息的范圍內移動數碼照相機或干涉光源，改變視角后返回步驟2進行內部參數標定，在進行步驟3時將移動后的視角的圖像映射至移動前的原參照坐標系中，標定出外部參數，拍攝對象后獲取圖像，參與三維重建。

3.如權利要求1或2所述的數碼相機移動拍攝三維重建方法，其特征在于：所述三維重建的圖像處理將拍攝到的圖像進行細化處理，包括邊緣檢測、拐點檢測和圖像矢量化轉換；所述矢量處理為矢量化基本處理；所述三維處理包括像平面投影模塊、圖像匹配模塊和三維重建模塊，矢量化轉換后的圖像投影到像平面上，看到的圖形與數碼照相機上的底片一致，驗證定標的準確度，圖像匹配模塊是將不同視角的照片的矢量化圖像進行特征匹配，三維重建模塊是根據參照坐標系和矢量化圖像的對應關系計算出所有像素點的三維坐標，重建拍攝對象的三維圖像。

4.如權利要求1或2所述的數碼相機移動拍攝三維重建方法，其特征在于：所述干涉光源的光柵上設置有辨析點。

5.如權利要求1或2所述的數碼相機移動拍攝三維重建方法，其特征在于：所述步驟4中的微調數碼照相機為微調照相機的光圈使成像更清晰。

6.如權利要求1或2所述的數碼相機移動拍攝三維重建方法，其特征在于：根據需要三維重建的對象的尺寸選取數碼照相機的CCD尺寸。