[發明專利]物體三維重建方法及裝置

有效

• 申請號: 201710071348.3
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106934861B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 黃勝;梁國遠;王韻陶;王燦;吳新宇;關雁銘;馮亞春;程新景;何勇
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T17/30
• 分類號: G06T17/30;G06T7/70
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 陽開亮

1.一種物體三維重建裝置，其特征在于，包括：第一光線捕捉模塊、第二光線捕捉模塊、光線生成模塊、標靶和處理模塊；

在所述光線生成模塊射出的光線的方向上，所述標靶為雙層或多層，設置在所述光線生成模塊和目標物體之間，所述標靶的至少兩個靶面組合成閉合環狀結構，并且各個靶面位于不同的平面上；

所述光線生成模塊，用于生成源光線，以使所述源光線通過所述標靶投向所述目標物體并由所述目標物體反射至所述第一光線捕捉模塊；

所述第二光線捕捉模塊，用于捕捉所述目標物體反射的第二光線；

所述處理模塊，用于根據所述第一光線捕捉模塊捕捉到的第一光線和所述第二光線捕捉模塊捕捉到的所述第二光線對所述目標物體進行三維重建。

2.根據權利要求1所述的物體三維重建裝置，其特征在于，所述標靶包括兩個L型靶面；兩個所述靶面在所述光線生成模塊射出的光線的方向上為雙層結構。

3.根據權利要求1所述的物體三維重建裝置，其特征在于，所述標靶包括至少兩個弧形靶面；在所述光線生成模塊射出的光線的方向上，所述至少兩個弧形靶面呈閉合環狀結構，且各個所述弧形靶面位于不同平面上。

4.根據權利要求1所述的物體三維重建裝置，其特征在于，所述第一光線捕捉模塊為長焦攝像頭，所述第二光線捕捉模塊為短焦廣角攝像頭，所述光線生成模塊為半導體線激光器。

5.根據權利要求4所述的物體三維重建裝置，其特征在于，所述處理模塊具體用于：

根據所述第二光線，計算光平面與所述第二光線捕捉模塊坐標系的旋轉平移關系；

根據所述旋轉平移關系和所述第一光線得出所述目標物體表面點云；

根據所述目標物體表面點云進行三維重建。

6.根據權利要求1所述的物體三維重建裝置，其特征在于，還包括：轉動模塊，用于帶動所述光線生成模塊旋轉。

7.一種基于權利要求1所述的物體三維重建裝置的物體三維重建方法，其特征在于，包括：

根據第一光線和第二光線，標定第一光線捕捉模塊的第一內參數和第二光線捕捉模塊的第二內參數；

根據所述第一內參數和所述第二內參數，得出所述第一光線捕捉模塊和所述第二光線捕捉模塊之間的位置關系；

根據光線生成模塊生成的源光線與標靶的交界線確定光平面；

根據所述光平面和所述第一光線捕捉模塊和所述第二光線捕捉模塊之間的位置關系對目標物體進行三維重建。

8.根據權利要求7所述的物體三維重建方法，其特征在于，所述根據所述第一內參數和所述第二內參數，得出所述第一光線捕捉模塊和所述第二光線捕捉模塊之間的位置關系包括：

通過在不同方位拍攝同一預設大小的棋盤格標靶，得到所述第一光線捕捉模塊/所述第二光線捕捉模塊的外參矩陣

和內參矩陣

其中，f_x和f_y為焦距，u₀和v₀為理想圖像坐標，R為旋轉向量，t為平移向量；

根據剛體變換理論得出所述第一光線捕捉模塊和所述第二光線捕捉模塊之間的旋轉平移矩陣為：

其中，R_l為所述第一光線捕捉模塊的旋轉向量，t_l為所述第一光線捕捉模塊的平移向量，R_r為所述第二光線捕捉模塊的旋轉向量，t_r為所述第二光線捕捉模塊的平移向量。