[發明專利]一種三維重建方法及系統

有效

• 申請號: 201310542302.7
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103559735A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 周蓉;王鳳麟;楊樹臣
• 申請（專利權）人: 重慶安鉆理科技股份有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G01B11/00;G01B11/25
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務所 31246
• 代理人: 李佳銘

1.一種三維重建方法，采用光投射設備、光感應設備和控制設備重建目標物體的三維模型；其包括如下步驟：

S1：基于所述光投射設備的底片平面形成一第一坐標系，由所述光投射設備將一圖案投影至所述目標物體上任一目標點，以形成投影點，并由控制設備測量所述投影點在所述第一坐標系內的第一坐標；

S2：基于光感應設備的底片平面形成一第二坐標系，所述光感應設備記錄和所述投影點相對應的目標點以形成記錄點；并由控制設備測量所述記錄點在所述第二坐標系內的第二坐標；

S3：將所述光投射設備的第一焦點及所述光感應設備的第二焦點相連，形成一Z軸，并以距離所述第一焦點的距離為N并垂直于所述Z軸的平面形成一由X軸及Y軸構成的XY平面，所述X軸、Y軸、Z軸形成一第三坐標系；

S4：連接所述目標點及投影點形成一第一連線，所述第一連線與所述XY平面相交于一第一連線點；

S5：連接所述目標點及記錄點形成一第二連線，所述第二連線與所述XY平面相交于一第二連線點；

S6：基于所述目標點在所述XY平面上的射影形成一射影點，其中所述第一連線點和所述射影點的連線經過所述第三坐標系的原點，并且所述第二連線點和所述射影點的連線也經過所述第三坐標系的原點；

S7：基于所述第一坐標計算所述第一連線點在所述第三坐標系下的第四坐標；

S8：基于所述第二坐標計算所述第二連線點在所述第三坐標系下的第五坐標；

S9：基于所述第四坐標及第五坐標計算所述目標點在第三坐標系下的坐標。

2.如權利要求1所述的三維重建方法，其特征在于：

對所述光投射設備及光感應設備形成的三維重建系統進行定標，計算所述光投射設備及光感應設備的內部參數及外部參數。

3.如權利要求2所述的三維重建方法，其特征在于：

所述內部參數包括所述光投射設備的第一焦距，及所述光感應設備的第二焦距。

4.如權利要求2所述的三維重建方法，其特征在于:

所述外部參數包括：

（1）所述第一坐標系的X軸與所述第三坐標系的X軸及Z軸形成的XZ平面的夾角A；

（2）所述第一坐標系的Y軸與所述XZ平面的夾角B；

（3）所述第一坐標系的Z軸與所述第三坐標系的Z軸的夾角C；

（4）所述第二坐標系的X軸與所述XZ平面的夾角A’；

（5）所述第二坐標系的Y軸與所述XZ平面的夾角B’；

（6）所述第二坐標系的Z軸與所述第三坐標系的Z軸的夾角C’；

（7）所述第一焦點與第二焦點的距離L；以及

（8）所述N。

5.如權利要求1所述的三維重建方法，其特征在于：

所述圖案為光柵圖案，所述目標點及所述投影點的數量相同，為至少一個。

6.如權利要求1或5所述的三維重建方法，其特征在于：

所述圖案為單光條光柵圖案。

7.如權利要求6所述的三維重建方法，其特征在于：

所述三維重建方法還包括：

步驟S9-1：計算每一所述記錄點及投影點在所述第三坐標系內的第一連線點和第二連線點的坐標，基于每一組第一連線點及第二連線點的連接線經過所述第三坐標系的原點來匹配每一記錄點與其投影點。

8.如權利要求1所述的三維重建方法，其特征在于：

所述三維重建方法還包括：

S10：將所述第三坐標轉化為第二坐標系下的所述目標點的坐標。

9.如權利要求1所述的三維重建方法，其特征在于：

所述三維重建方法還包括：

步驟S11：提取所述第二坐標系內的記錄點的色彩信息，將所述色彩信息發送至與所述記錄點匹配的所述目標點上，使所述目標點的色彩信息與所述記錄點的色彩信息相同。

10.一種應用如權利要求1-9任一項所述三維重建方法的三維重建系統。