[發明專利]一種商品三維重建系統及重建方法

有效

• 申請號: 201811097554.2
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109118582B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 賈同;薛宇;陳東岳;侯明亞
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/20
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明提供一種商品三維重建系統及重建方法，其中方法包括：S1、獲取至少三張不同視角的商品的點云圖；S2、基于SAC?IA?ICP算法將所有點云圖中相鄰兩個點云圖的點云進行配準，以消除相鄰點云之間的偏移；S3、采用改進的泊松曲面重建算法對配準后的所有點云重建出完整的商品三維曲面模型；S4、采用光照渲染器對商品三維曲面模型進行顏色繪制及光照渲染，得到可展示的三維商品模型。上述方法中構建的三維商品模型細節更加突出，幾何特征更加明顯，效果比真，真真切切地還原了商品的全局形態和細節特征。

技術領域

本發明涉及一種計算機視覺和三維重建技術，特別涉及一種商品三維重建系統及重建方法。

背景技術

三維重建技術是一種將實際三維物體數字化，并利用計算機技術將其重現在計算機中的技術。三維重建技術涉及眾多學科領域，涵蓋了計算機圖形學、計算機視覺、計算機學、機器人學、圖像處理、人工智能等學科的專業知識。三維重建技術在商品三維展示、人機交互、文物保護及修復、增強現實、逆向工程、電影電視娛樂等領域有著重要的作用。

Kinect作為一種主動投射、非接觸式的深度傳感器，由于其小巧美觀、成本低廉的特點，深受各界社會朋友及廣大科研人員的喜愛，其在機器人導航、體感游戲、手勢控制等領域得到了廣泛應用。Kinect的有效測量距離為0.8-4.0米，可視角度為水平方向57度、垂直方向43度，可同時獲得彩色圖像像素與深度圖像像素一一對應的彩色圖與深度圖，最高拍攝幀率可達30fps。與其他深度相機相比，Kinect價格低廉、可獲得性好，而且采用了主動激光散斑投射技術，不受自然光線條件影響。同時，獲得的深度圖像不僅像素細密、分辨率和幀率高，而且能同時獲取與之精準對齊的彩色圖像.

當今社會，電子商務蓬勃發展，但是傳統的電商平臺只能通過二維圖片或者視頻的方式向消費者展示商品，這已然無法滿足“互聯網+”時代的消費體驗需求。為此，需要一種可快速精準地掃描重建出商品的三維模型，更加真實地還原商品的顏色、大小、色澤、材質等細節特征的商品三維重建方法成為當前需要解決的問題。

發明內容

針對現有技術的問題，本發明提供一種商品三維重建系統及重建方法，能夠快速精準地掃描重建出商品的三維模型，該三維模型更加真實地還原商品的顏色、大小、色澤、材質等細節特征。

本發明的技術方案如下：

一方面，本發明提供的商品三維重建方法，包括：

S1、獲取至少三張不同視角的商品的點云圖；

S2、基于SAC-IA-ICP算法將所有點云圖中相鄰兩個點云圖的點云進行配準，以消除相鄰點云之間的偏移；

S3、采用改進的泊松曲面重建算法對配準后的所有點云重建出完整的商品三維曲面模型。

可選地，還包括：

S4、采用光照渲染器對商品三維曲面模型進行顏色繪制及光照渲染，得到可展示的三維商品模型。

可選地，所述S1包括：

S11、獲取16張不同視角的商品的點云圖，相鄰點云圖的視角相差22.5°；

S12、確定攝像機坐標系變換到旋轉展臺的轉臺坐標系的變換矩陣R和T；所述攝像機坐標系為采集所述點云圖的攝像設備的坐標系；

S13、基于所述變換矩陣R和T，將步驟S11中每一張點云圖轉換成轉臺坐標系下的點云圖；

S14、采用直通濾波的方法，從每一張轉換坐標系后的點云圖中提取商品點云數據，獲得16張視角下的商品點云數據；

S15、對所有的商品點云數據進行精簡處理，獲得精簡處理后的16張視角下的商品點云數據。

可選地，所述步驟S2包括：