[發明專利]一種激光散斑結構光及深度信息的三維重建方法

無效

• 申請號: 201410190263.3
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103971405A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 魏善碧;柴毅;唐建;鄧萍;王詩年;陳淳
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于機器視覺研究領域，是一種基于激光散斑結構光的三維重建。

背景技術

三維重建技術是機器視覺研究的重要課題之一，是指其通過三維物體的圖像來恢復三維物體的三維空間幾何形狀。一般三維重建的方式有通過雙攝像機的雙目視差原理通過三角測量法，或者通過結構光來獲得空間編碼，通過三角測量法來獲得深度信息。

本發明意在用一種激光散斑結構光來獲得深度信息，類似的發明如微軟的kinect亦是通過此種方法來獲得物體的深度信息(通過激光散斑的互相關函數來匹配不同深度)，不同的在于通過散斑后再獲得深度信息的算法，本發明提出通過細化窗口對逐個像素塊通過多支持向量機并行分類編碼來獲得每個像素窗口的深度，通過深度信息反解攝像機模型來獲得物體在世界坐標系下的坐標。

三維重建一般是根據已經標定好的攝像機通過已知的標定內、外部參數來求解物點的世界坐標，而求解過程因為攝像機模型和求解方程組的限定決定了求解的結果只能是一條射線方程，而無法通過其方程直接得到物點的3個世界坐標。本發明意在提出一種新的方式來獲取物點的深度坐標，進而通過線性攝像機模型與徑向畸變的方程來直接求解物點的三維世界坐標系下的3個坐標。

當激光通過粗糙透明表面(如毛玻璃)并投射在物體表面時，在物體表面可以觀察到無規則分布的明暗斑點，即激光散斑。這種激光散斑的產生是當激光照射在粗糙表面上時，表面上每一點都要散射光，而空間個點都接收這些相干散射光的照射就形成了激光散斑，散斑場按光路分為兩種，一種散斑場是在自由空間中傳播而形成的(也稱作客觀散斑)，另一種是由透鏡成像形成的(也稱作主觀散斑)，本發明使用的是后者。

而對于空間各點形成的規則散斑，其中包含了空間每點的深度信息，通過紅外攝像機來捕獲所形成的散斑，通過特征的提取，分類器(SVM)的訓練，最終可以獲得關于空間每點所形成的散斑中所包含的深度信息。

由所獲得的深度信息，通過公式λuv1=fusuo0fvvo001RTxwywzw1=KRTxwywzw1]]>來求解空間各點的三維坐標。