[發明專利]一種獲取三維空間數據的方法、系統、裝置和存儲介質

在審

• 申請號: 201910801102.6
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN110599546A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 劉威
• 申請（專利權）人: 貝殼技術有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/70;G06T5/00
• 代理公司: 11018 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭紅娟;宋志強

本申請公開了一種獲取三維空間數據的方法、系統、裝置和存儲介質，具體為雙目相機組中的彩色攝像頭在每個停止位置采集第一圖像，激光雷達和雙目相機組中的深度攝像頭分別采集激光雷達數據和第二圖像，基于每組雙目相機中的彩色攝像頭和深度攝像頭之間的第一姿態標定參數，生成每組雙目相機的三維點云圖，以任一組雙目相機的相機坐標系為基準坐標系，根據確定的相鄰的雙目相機之間的第二姿態標定參數，生成雙目相機組的三維點云圖，在基準坐標系下，根據確定的任一雙目相機與激光雷達之間的第三姿態標定參數，生成三維空間數據。本申請實施例同時通過雙目相機組和激光雷達采集深度數據，并對兩類深度數據做融合，獲取可靠性較高的三維空間數據。

技術領域

本申請涉及計算機視覺領域，尤其涉及一種獲取三維空間數據的方法、系統、裝置和存儲介質。

背景技術

三維重建技術是計算機視覺領域研究的熱點和難點，其在自動駕駛、機器人同步定位與建圖(simultaneous localization and mapping，SLAM)、三維視覺感知、房屋三維重建、無人機、物流機器人等領域有著極其重要的作用。三維空間圖像相比于二維圖像更能反應真實世界的尺度信息，能夠更加客觀的將現實世界的場景用數字化的信息重建以及展示出來，因此三維信息的采集顯得尤為重要。結構光相機可以捕獲豐富的紋理和鮮艷的色彩信息，同時可以采集深度信息，并將深度信息和色彩信息結合在一起可以將真實世界三維重建出來。因此，在三維重建領域有著較為廣泛的應用。

三維重建技術按照傳統的重建方式可以分為：單目相機重建、雙目相機重建、以及多目相機重建。由于受限于相機精度或配準精度，以該類方法重建出來的場景往往誤差過大，如果應用于對精度要求較高的場合，比如房屋、小區或工廠的重建，往往不能滿足其尺寸測量需求。另外，傳統的三維重建技術在遇到強光或者陽光區域往往會缺失深度，有時在室外處于不可使用的狀態。

發明內容

本申請實施例提供了一種獲取三維空間數據的方法，克服了雙目相機組單獨在采集三維圖像時出現的深度缺失和精度不高的問題，提升了三維空間數據的可靠性。

該方法包括：

雙目相機組中的彩色攝像頭在每個停止位置采集第一圖像，所述停止位置為雙目相機組旋轉預設角度后停止的位置；

激光雷達和所述雙目相機組中的深度攝像頭分別采集激光雷達數據和第二圖像；

基于確定的每組雙目相機中的所述彩色攝像頭和所述深度攝像頭之間的第一姿態標定參數，將所述第二圖像投影至所述第一圖像上，生成每組雙目相機的三維點云圖；

以所述雙目相機組中的任一組雙目相機的相機坐標系為基準坐標系，根據確定的相鄰的雙目相機之間的第二姿態標定參數，將所述每組雙目相機的三維點云圖投影至所述基準坐標系的三維點云圖上，生成所述雙目相機組的三維點云圖；

在所述基準坐標系下，根據確定的任一所述雙目相機與所述激光雷達之間的第三姿態標定參數，將所述激光雷達采集的所述激光雷達數據投影至所述雙目相機組的三維點云圖，生成三維空間數據。

可選地，選取多個采樣點，并在每個所述采樣點設置標定板；

每組雙目相機在選取的每個所述采樣點，通過深度攝像頭和彩色攝像頭分別采集第一采樣圖像和第二采樣圖像，其中，每張所述第一采樣圖像和所述第二采樣圖像中包含在所述標定板上設置的至少一個定位碼；

在所述第一采樣圖像和所述第二采樣圖像中分別檢測第一角點和第二角點，并根據所述定位碼，對所述第一角點和所述第二角點進行配對，生成角點對；

基于所述角點對，計算第一姿態標定參數，并根據所述第一姿態標定參數調整所述每組雙目相機中所述深度攝像頭與所述彩色攝像頭之間的相對姿態。