[發(fā)明專利]一種三維重建的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810807580.3
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN109087395B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設計）人: 宋世剛
• 申請（專利權）人: 西安多維機器視覺檢測技術有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 馮筠

1.一種三維重建的方法，其特征在于，所述三維重建的方法包括：

通過調(diào)節(jié)鏡頭和物體的距離，采集不同的預置數(shù)量的圖像；

利用每幅圖像各點的亮度差和散焦程度差計算得到各點的相位信息，通過各點的相位信息計算每一幅圖像中各點的深度信息；

對所有圖像的深度信息做全局優(yōu)化，得到全聚焦圖像的深度信息；

對所述全聚焦圖像的深度信息進行網(wǎng)格化處理得到三維點云數(shù)據(jù)，利用所述三維點云數(shù)據(jù)構建三維模型；

其中，所述利用每幅圖像各點的亮度差和散焦程度差計算得到各點的相位信息，通過各點的相位信息計算每一幅圖像中各點的深度信息包括：

步驟A：通過公式ΔI(x,y)＝I_R(x,y)+I_B(x,y)-2I_G(x,y)計算得到每幅圖像各點的亮度差ΔI(x,y)，其中，I_R(x,y)為紅色通道的亮度值；I_G(x,y)為綠色通道的亮度值；I_B(x,y)為藍色通道的亮度值；

步驟B：通過公式Δξ_RB＝ξ(λ_R)-ξ(λ_B)＝λ_R·Δf'(λ_R)-λ_B·Δf'(λ_B)求解得到各點的散焦程度差Δξ_RB，單位為mm²；其中，ξ(λ_R)為紅色通道散焦程度，單位為mm²；ξ(λ_B)為藍色通道散焦程度，單位為mm²；λ_R為紅光波長，單位為mm；Δf'(λ_R)為紅光焦距變化量，單位為mm；λ_B為藍光波長，單位為mm；Δf'(λ_B)為藍光焦距變化量，單位為mm；

步驟C：將步驟A計算得到亮度差ΔI(x,y)和步驟B計算得到的散焦程度差Δξ_RB代入公式計算得到各點的相位信息/單位為弧度；其中，I(x,y)為圖像的亮度值；/是波的相位在二維方向上的梯度，單位無量綱；

步驟D：將步驟C計算得到的相位信息代入公式/計算得到每幅圖像各點的深度信息z(x,y)，單位為mm；其中，λ為光的波長，單位為mm；Δn為表示不同波長光波的折射率之差，單位無量綱。

2.根據(jù)權利要求1所述的三維重建的方法，其特征在于，所述通過調(diào)節(jié)鏡頭和物體的距離，采集不同的預置數(shù)量的圖像具體為：通過控制機器人運動調(diào)節(jié)光學采集系統(tǒng)中的鏡頭和物體的距離，每調(diào)節(jié)一次距離采集一幅物體的圖像，以采集到預置數(shù)量的圖像。

3.根據(jù)權利要求1所述的三維重建的方法，其特征在于，所述對所有圖像的深度信息做全局優(yōu)化，得到全聚焦圖像的深度信息包括：通過高斯方程或者多項式擬合的方式對每一個點的于所有圖像中的深度信息進行擬合得到每一個點的更精確的深度信息，由所有點的更精確的深度信息得到全聚焦圖像的深度信息。