[實用新型]三維重建系統

有效

• 申請號: 201720519868.1
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN206696898U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 劉凱;張翰
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 王寧寧

技術領域

本實用新型涉及主動式光學三維測量技術領域，具體而言，涉及一種三維重建系統。

背景技術

相位測量輪廓術(phase measuring profilometry，PMP)是指利用相位的時間域編碼生成多幅投射的圖案，通過投影儀將這一系列圖案投射到被測物體的表面，再由數字攝像機捕獲被測物體表面的反射信息，然后計算出物體的三維坐標。

在使用PMP對被測物體進行三維重建時，首先要對系統進行校準，得到數字攝像機的參數矩陣和投影儀的參數矩陣。獲取校準數據時通常需要標定物，標定物可以是每個面上均有大小相同的圓的三維標靶，也可以是棋盤格平面的二維標靶，傳統方法是通過數字攝像機對幾何信息已知的三維/二維標靶進行拍攝，得到標定物上圓心/棋盤角點的世界坐標和攝像機上對應的圖像點的坐標，再結合相對應于標定物的投影坐標，求解出PMP系統的數字攝像機的參數矩陣和投影儀的參數矩陣。但是，采用傳統方法所得到的校準數據的數量非常少，故系統校準的精度較低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種三維重建，用以改善上述問題。

本實用新型是這樣實現的：

一種三維重建系統，其包括第一校準標靶、攝像裝置、投影裝置和計算機，攝像裝置和投影裝置均與計算機電連接，第一校準標靶、攝像裝置和投影裝置均設置于工作臺上，且攝像裝置與第一校準標靶對應，第一校準標靶上設置有第一矩形框和第二矩形框，且第一矩形框和第二矩形框均與工作臺垂直；投影裝置用于向第一校準標靶投射投影圖案；攝像裝置用于捕捉第一校準標靶的反射光，并將反射光處理成標靶圖像傳輸至計算機；計算機用于根據標靶圖像中每個像素點的圖像坐標和每個像素點對應的世界坐標，計算攝像裝置的參數矩陣，以及根據每個像素點對應的投影坐標和世界坐標，計算投影裝置的參數矩陣，并利用攝像裝置的參數矩陣和投影裝置的參數矩陣對三維重建系統進行校準。

進一步地，所述第一校準標靶包括第一矩形面和第二矩形面，所述第一矩形面的一個側邊和所述第二矩形面的一個側邊固定連接，使得所述第一矩形面和所述第二矩形面互相垂直，且所述第一矩形面和所述第二矩形面均與所述工作臺垂直。

進一步地，所述第一矩形框設置于所述第一矩形面上，所述第二矩形框設置于所述第二矩形面上。

進一步地，所述第一矩形面和所述第二矩形面均為白色。

進一步地，所述第一矩形框和所述第二矩形框均為黑邊矩形框。

進一步地，所述攝像裝置為數字攝像機。

進一步地，所述投影裝置為投影儀。

一種三維重建系統，其包括第二校準標靶、平移臺、攝像裝置、投影裝置和計算機，攝像裝置和投影裝置均與計算機電連接，平移臺、攝像裝置和投影裝置均設置于工作臺上，且攝像裝置與第二校準標靶對應，第二校準標靶垂直安裝于平移臺上，可相對于平移臺滑動；投影裝置用于向第二校準標靶投射投影圖案；攝像裝置用于捕捉第二校準標靶的反射光，并將反射光處理成標靶圖像傳輸至計算機；計算機用于根據標靶圖像中每個像素點的圖像坐標和每個像素點對應的世界坐標，計算攝像裝置的參數矩陣，以及根據每個像素點對應的投影坐標和世界坐標，計算投影裝置的參數矩陣，并利用攝像裝置的參數矩陣和投影裝置的參數矩陣對三維重建系統進行校準。

進一步地，所述三維重建系統還包括電機，所述電機與所述平移臺電連接，用于控制所述第二校準標靶在所述平移臺上滑動。

進一步地，所述第二校準標靶為金屬平面。

相對現有技術，本實用新型具有以下有益效果：本實用新型提供一種三維重建系統，其包括第一校準標靶、攝像裝置、投影裝置和計算機，攝像裝置和投影裝置均與計算機電連接，第一校準標靶、攝像裝置和投影裝置均設置于工作臺上，且攝像裝置與第一校準標靶對應，第一校準標靶上設置有第一矩形框和第二矩形框，且第一矩形框和第二矩形框均與工作臺垂直，通過第一校準標靶對三維重建系統進行校準，通過獲取的第一矩形框和第二矩形框的角點的圖像坐標和對應的世界坐標，確定出第一矩形框和第二矩形框內其他所有像素點的圖像坐標和對應的世界坐標，因此與現有的只有少量校準數據的校準方法相比，本實用新型能夠獲取大量的校準數據，從而能夠在很大程度上提高系統的校準精度。

為使本實用新型的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明