[發明專利]一種基于改進的紋理貼圖算法的VR三維重建技術

在審

• 申請號: 202010914364.6
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112598778A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 程鵬;王濤;梁鵬飛;武威;趙梅;胡陽;馮浩;楊利峰;李磊;任磊;張超波;王黎;王軍;張高;張柏林;朱成亮;田向榮;王帥;李一非;申強;何佳;梅坤鵬;洛寧
• 申請（專利權）人: 國網陜西省電力公司西咸新區供電公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/00;G06T15/04;H04N13/15;H04N13/156;H04N13/239;H04N13/363
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于改進的紋理貼圖算法的VR三維重建技術，其特征步驟在于：

(1)使用深度相機雙攝像頭融合校準，輸出視頻流。深度攝像機每一幀數據不僅包括了物體的彩色的RGB圖像，還包括物體到機位的深度圖像。

(2)為了提高構建的準確性，每一臺相機都需要通過棋盤校準法進行鏡頭畸變校準，首先要求出重心作為特征點，重心坐標的計算公式為其中，為區(x_i，y_i)域內的像素坐標，(x₀，y₀)為其重心坐標。

(3)像素的相對坐標由公式得出，其中s_k表示成像系統的分辨率，k_CCD表示CCD的分辨率，c表示鏡頭倍率，x_l表示x向相對坐標值，x_t表示x相對位置，s_x表示成像系統的x向分辨率，y_l表示y向相對坐標值，y_t表示y向相對位置，s_y表示成像系統的y向分辨率。

(4)對RGB圖像進行模糊檢測，對于模糊的圖像幀使用維納濾波算法進行去模糊化，使得線條紋路變清晰，并存儲以備后用。

(5)多機位拼接校準。不同位置相機位置對應著不同的局部三維坐標系，這里以第一幀相機的位置作為世界坐標系原點，在世界坐標系中構建我們的電纜等設備。由于我們的電纜設備的運營環境相對單一，因此這里采用四臺機位來構建即可。

(6)為解決多機位拼接校準問題，采用最近點(ICP)方法來進行拼接校準。這里要計算原始數據和目標數據之間的轉移矩陣，該矩陣使得所有的目標數據點到其對應的原始數據點所在的切平面距離之和最小，即目標函數為其中，s_i和d_i是原始數據點和對應的目標數據點，n_i是s_i所在的切平面的法向量。如此在估計了第k幀的轉移矩陣后，再將其作用到第k幀的相機的局部坐標系的數據中，便可得到在世界坐標系中的數據。

2.根據權利要求1所述的一種基于改進的紋理貼圖算法的VR三維重建技術，其特征在于：在確定物體在空間的具體位置后，采用TSDF模型進行深度數據融合，通過加權平均的方式，進行三維模型的初步建立。

3.根據權利要求1、2所述的一種基于改進的紋理貼圖算法的VR三維重建技術，其特征在于：基于權利要求2中得到的世界坐標系，根據深度信息及坐標信息，來建立RGB圖像與三維模型的對應關系。

4.根據權利要求1、2、3所述的一種基于改進的紋理貼圖算法的VR三維重建技術，其特征在于：基于權利要求2中得到的世界坐標系和權利要求3中得到的三維模型，來計算每一個三維模型表面的法向量，通過不同平面法向量相交的角度來對權利要求1中提前存儲的去模糊化圖像進行圖像分割，由此得到三維模型表面與RGB貼圖圖像的對應關系。

5.根據權利要求1、2、3、4所述的一種基于改進的紋理貼圖算法的VR三維重建技術，其特征在于：在得到RGB貼圖圖像后，需要對貼圖做透視變換，從而得到與三維模型表面相吻合的圖像。通過公式來進行角度與尺度的變換。最終將處理完畢的RGB貼圖貼到三維模型表面。

6.根據權利要求1、2、3、4、5所述的一種基于改進的紋理貼圖算法的VR三維重建技術，其特征在于：通過該方式可實現低成本、高真實度地搭建電纜設備運行的場景，并可輕松內嵌3DMax特效圖，使得電力設備VR培訓更加真實可感。