[發明專利]一種環形掃描形貌三維重建方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201911337415.7
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111161404B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 王國平;劉迎賓;郭彥彬;葉韶華
• 申請（專利權）人: 華中科技大學鄂州工業技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T3/40;G06T7/80
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 江慧

本發明涉及三維重建技術領域，公開了一種環形掃描形貌三維重建方法、裝置、系統以及計算機存儲介質，其中方法包括以下步驟：S1、獲取從當前高度上環繞待測物體的不同角度處采集的圖像，得到一組全方位的圖像組；S2、通過匹配當前圖像組中相鄰圖像之間的相同特征點求取外參坐標，根據外參坐標對標定的外參模型進行更新；S3、利用當前外參模型對所述圖像組進行點云拼接，得到點云數據組；S4、將當前高度的點云數據組與上一高度的點云數據組進行拼接；S5、判斷待測物體是否掃描完成，如果是，則輸出拼接完的點云數據得到三維模型，否則移動至下一高度進行圖像采集，并重復步驟S1至S5。本發明對相機的外參進行校準，拼接誤差低，建模精度高。

技術領域

本發明涉及三維重建技術領域，具體涉及一種環形掃描形貌三維重建方法、裝置、系統以及計算機存儲介質。

背景技術

三維重建是指對某些三維物體或者三維的場景的一種恢復和重構，重建出來的模型，方便計算機表示和處理。與傳統的建模方式以及使用三維掃描儀掃描物體得到立體模型的方法相比，基于圖像三維重建的方法具有成本低廉、真實感強、自動化程度高的優點，因而具有廣泛的應用前景。在三維重建時，環向掃描獲取圖像相較于軸向掃描獲取圖像，每幀圖像的變化更為復雜，特征點匹配、目標物分割提取、圖像拼接更為困難。通常為了縮短掃描時間、提升重建質量，360°全方位的環向掃描需要多相機同時采圖，這就帶來視差的問題，需要通過拼接算法解決圖像視差問題。拼接算法基于相機的標定參數建立，由于相機在掃描采圖時需要進行移動，因此相機的震動會導致實際外參與標定外參會產生誤差，從而直接導致拼接誤差。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術不足，提供一種環形掃描形貌三維重建方法、裝置、系統以及計算機存儲介質，解決現有技術中由于相機震動帶來外參誤差，導致出現拼接誤差、重建精度低的技術問題。

為達到上述技術目的，本發明的技術方案提供一種環形掃描形貌三維重建方法，包括以下步驟：

S1、獲取從當前高度上環繞待測物體的不同角度處采集的圖像，得到一組全方位的圖像組；

S2、通過匹配當前圖像組中相鄰圖像之間的相同特征點求取外參坐標，根據外參坐標對標定的外參模型進行更新；

S3、利用當前外參模型對所述圖像組進行點云拼接，得到點云數據組；

S4、將當前高度的點云數據組與上一高度的點云數據組進行拼接；

S5、判斷待測物體是否掃描完成，如果是，則輸出拼接完的點云數據得到三維模型，否則移動至下一高度進行圖像采集，并轉重復步驟S1至S5。

本發明還提供一種環形掃描形貌三維重建裝置，包括處理器以及存儲器，所述存儲器上存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，實現所述環形掃描形貌三維重建方法。

本發明還提供一種環形掃描形貌三維重建系統，包括所述環形掃描形貌三維重建裝置，還包括多個相機以及運動控制裝置，所述運動控制裝置包括絲杠、立柱、圓環、伺服電機以及運動控制卡；

所述絲杠可轉動的連接于所述立柱上，所述圓環通過連接件連接于所述絲杠上，多個所述相機在所述圓環上均勻布置，所述伺服電機與所述絲杠傳動連接，所述伺服電機與所述運動控制卡電連接，各所述相機以及所述運動控制卡分別與所述環形掃描形貌三維重建裝置電連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果包括：本發明通過匹配相鄰相機采集的相鄰圖像之間的相同特征點，重新求取外參坐標，從而對外參模型進行更新，使得外參模型與相機當前的位姿相匹配，消除了相機的抖動對外參模型的影響，然后通過更新后的外參模型進行相鄰圖像的點云拼接，消除外參變化帶來的拼接誤差，提高重建精度。

附圖說明

圖1是本發明提供的環形掃描形貌三維重建方法一實施方式的流程圖；