[發明專利]同名點匹配及三維重建方法、系統和光度立體攝像終端

在審

• 申請號: 201710777095.1
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107657656A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 晁志超;王騫鵬;周劍;龍學軍
• 申請（專利權）人: 成都通甲優博科技有限責任公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/30
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙)51237
• 代理人: 李華,溫黎娟

技術領域

本發明涉及光度立體匹配領域，特別涉及同名點匹配及三維重建方法、系統和光度立體攝像終端。

背景技術

光度立體技術是一種三維表面重建，以便快速準確地獲得三維模型的方法。利用光度立體視覺的方法計算表面法向量，并由表面法向量懨復三維表面信息，是一種簡易快速的三維重建算法，在游戲三維建模、交互式動畫等方面有廣泛應用。其中，光度立體匹配是進行三維重建的一個重要步驟。通過對多組圖像的光度立體匹配，獲取立體的圖像信息，從而進行三維重建。

現有技術中的所使用的同名點匹配算法不夠理想，不能使點云之間精確配準，因此三維重建的信息不夠準確，最終效果還不夠理想。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供同名點匹配及三維重建方法、系統和光度立體攝像終端，以提高同名點之間的匹配精度，提高了所獲取的三維重建信息的準確度。其具體方案如下：

一種同名點匹配方法，包括：

獲取多個圖像采集模塊對目標物體進行圖像采集后相應得到的多組圖像；

分別對所述多組圖像中的每組圖像進行光度法向計算，得到每組圖像對應的法向圖；

分別獲取與每個法向圖對應的點云圖，得到點云圖集；

利用所述點云圖集進行同名點匹配，得到三維同名點匹配關系；

根據所述三維同名點匹配關系，確定相應的點云數據與圖像像素點之間的映射關系；

利用所述三維同名點匹配關系以及所述映射關系，確定相應圖像之間的同名點匹配關系，得到二維同名點匹配關系。

優選的，所述獲取多個圖像采集模塊對目標物體進行圖像采集后相應得到的多組圖像的過程，包括：

分別獲取第一圖像采集模塊和第二圖像采集模塊對所述目標物體進行圖像采集后得到的圖像，得到第一組圖像和第二組圖像。

優選的，所述分別對所述多組圖像中的每組圖像進行光度法向計算，得到每組圖像對應的法向圖的過程，包括：

分別對所述第一組圖像和所述第二組圖像進行光度法向計算，得到相應的第一法向圖和第二法向圖；

相應的，所述分別獲取與每個法向圖對應的點云圖，得到點云圖集的過程，包括：

分別獲取與所述第一法向圖和所述第二法向圖對應的點云圖，得到相應的第一點云圖和第二點云圖；

相應的，所述利用所述三維同名點匹配關系以及所述映射關系，確定相應圖像之間的同名點匹配關系的過程，包括：

利用所述三維同名點匹配關系、所述第一點云圖與所述第一組圖像之間的映射關系、所述第二點云圖與所述第二組圖像之間的映射關系，確定所述第一組圖像與所述第二組圖像之間的同名點匹配關系。

優選的，所述獲取多個圖像采集模塊對目標物體進行圖像采集后相應得到的多組圖像的過程，包括：

控制多個波長相同的光源在不同照射時刻下對所述目標物體的照射；

分別獲取多個圖像采集模塊在每個照射時刻下對所述目標物體進行圖像采集后得到的多幀圖像；

分別將每個圖像采集模塊進行圖像采集后得到的多幀圖像確定為一組圖像，得到所述多組圖像。

優選的，所述獲取多個圖像采集模塊對目標物體進行圖像采集后相應得到的多組圖像的過程，包括：

控制波長互不相同的多個光源對對所述目標物體進行照射，并獲取多個圖像采集模塊在所述多個光源照射時對所述目標物體進行圖像采集后得到的多幀圖像；其中，每個圖像采集模塊均包括工作波長分別與所述多個光源的波長一一對應的多個攝像單元；

分別將每個圖像采集模塊進行圖像采集后得到的多幀圖像確定為一組圖像，得到所述多組圖像。

優選的，對任意的兩張點云圖進行同名點匹配的過程，包括：

對所述兩張點云圖進行初始配準，得到初始匹配關系；

對所述初始匹配關系中的局部變形進行糾正，得到所述兩張點云圖的同名點匹配關系。

相應的，本發明還公開了一種三維重建方法，包括：

獲取利用所述同名點匹配方法得到的二維同名點匹配關系；

根據所述二維同名點匹配關系，以及多個圖像采集模塊之間的相對位姿關系，對目標物體進行三維重建，得到所述目標物體的三維信息。

相應的，本發明還公開了一種同名點匹配系統，包括：

多個光源，用于照射目標物體；

多個圖像采集模塊；

圖像獲取模塊，用于獲取多個圖像采集模塊對所述目標物體進行圖像采集后相應得到的多組圖像；