[發(fā)明專利]一種三維成像系統(tǒng)及三維圖像構(gòu)建方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711167107.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN107872664A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭鑫;賀遙;陽(yáng)志文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海興芯微電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N13/239
• 分類號(hào): H04N13/239;H04N13/246;H04N13/122;G06T7/80
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種三維成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：

雙攝像頭模組，用于同時(shí)拍攝目標(biāo)成像對(duì)象；

圖像處理模塊，用于根據(jù)所述雙攝像頭模組拍攝的圖像信息進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定和參數(shù)矯正，并根據(jù)標(biāo)定的參數(shù)及校正后的標(biāo)定的參數(shù)構(gòu)建三維圖像；

圖像處理控制模塊，用于觸發(fā)所述圖像處理模塊開始進(jìn)行圖像處理；

圖像顯示模塊，與所述圖像處理控制模塊的輸出端連接，用于接收并顯示經(jīng)過(guò)所述圖像處理模塊處理的三維圖像；

其中，所述雙攝像頭模組固定在同一平面上，并與所述圖像處理模塊、圖像處理控制模塊集成于同一電路板上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理控制模塊包括電源單元，時(shí)鐘單元，輸入單元，輸出單元，其中，

電源單元，用于為所述圖像處理模塊提供電壓；

觸發(fā)單元，用于接收觸發(fā)信號(hào)以觸發(fā)所述圖像處理模塊開始進(jìn)行圖像處理；

輸入單元，用于接收所述圖像處理模塊輸出的數(shù)據(jù)；

輸出單元，用于將所接收的數(shù)據(jù)輸出到圖像顯示模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊的功能由圖像信號(hào)處理芯片實(shí)現(xiàn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理控制模塊的功能由現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列電路實(shí)現(xiàn)。

5.一種三維圖像構(gòu)建方法，其特征在于，包括：

分別獲取左側(cè)攝像頭模組所拍攝的棋盤格的第一圖像和右側(cè)攝像頭模組所拍攝的棋盤格的第二圖像；

分別根據(jù)第一圖像和第二圖像對(duì)左側(cè)攝像頭模組和右側(cè)攝像頭模組各自的內(nèi)參和外參進(jìn)行標(biāo)定；

根據(jù)所述標(biāo)定后的內(nèi)參和外參進(jìn)行立體標(biāo)定，以確定左側(cè)攝像頭模組與右側(cè)攝像頭模組之間相對(duì)的平移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣；

根據(jù)第一圖像、第二圖像、標(biāo)定后的內(nèi)參和外參、平移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣，對(duì)左側(cè)攝像頭模組和右側(cè)攝像頭模組各自標(biāo)定后的內(nèi)參和外參進(jìn)行立體校正；

根據(jù)標(biāo)定的內(nèi)參和外參及立體校正后的內(nèi)參和外參對(duì)左側(cè)攝像頭模組和右側(cè)攝像頭模組拍攝的圖像構(gòu)建目標(biāo)成像對(duì)象的三維圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維圖像構(gòu)建方法，其特征在于，分別根據(jù)第一圖像和第二圖像對(duì)左側(cè)攝像頭模組和右側(cè)攝像頭模組各自的內(nèi)參和外參進(jìn)行標(biāo)定，包括：

根據(jù)第一圖像標(biāo)定左側(cè)攝像頭模組的第一內(nèi)參數(shù)矩陣、第一旋轉(zhuǎn)矩陣、第一平移向量和第一畸變參數(shù)，根據(jù)第二圖像標(biāo)定右側(cè)攝像頭模組的第二內(nèi)參數(shù)矩陣、第二旋轉(zhuǎn)矩陣、第二平移向量和第二畸變參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三維圖像構(gòu)建方法，其特征在于，根據(jù)所述標(biāo)定后的內(nèi)參和外參進(jìn)行立體標(biāo)定，以確定左側(cè)攝像頭模組與右側(cè)攝像頭模組之間相對(duì)的平移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣，包括：

根據(jù)第一平移向量、第二平移向量、第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行立體標(biāo)定，以確定左側(cè)攝像頭模組與右側(cè)攝像頭模組之間相對(duì)的平移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維圖像構(gòu)建方法，其特征在于，根據(jù)第一圖像、第二圖像、標(biāo)定后的內(nèi)參和外參、平移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣，對(duì)左側(cè)攝像頭模組和右側(cè)攝像頭模組各自標(biāo)定后的內(nèi)參和外參進(jìn)行立體校正，包括：

利用第一畸變參數(shù)、第一內(nèi)參數(shù)矩陣對(duì)第一內(nèi)參數(shù)矩陣中的焦距進(jìn)行校正，利用第二畸變參數(shù)、第二內(nèi)參數(shù)矩陣對(duì)第二內(nèi)參數(shù)矩陣中的焦距進(jìn)行校正，以保證左側(cè)、右側(cè)攝像頭模組的物、像放大率一致；

利用第一圖像四個(gè)邊界點(diǎn)、平移向量、旋轉(zhuǎn)矩陣、第一內(nèi)參數(shù)矩陣和第一內(nèi)參數(shù)矩陣中校正后的焦距對(duì)第一內(nèi)參數(shù)矩陣中主點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行校正，利用第二圖像四個(gè)邊界點(diǎn)、平移向量、旋轉(zhuǎn)矩陣、第二內(nèi)參數(shù)矩陣和第二內(nèi)參數(shù)矩陣中校正后的焦距對(duì)第二內(nèi)參數(shù)矩陣中主點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行校正；根據(jù)平移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣對(duì)第一平移向量、第二平移向量、第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行校正。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三維圖像構(gòu)建方法，其特征在于，所述主點(diǎn)為攝像頭模組的鏡頭光軸與成像平面的交點(diǎn)。