[發明專利]一種靈活、多功能的三維重建方法及裝置

有效

• 申請號: 202010972233.3
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112085839B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 王國平;郭彥彬;劉迎賓;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
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

本發明提供一種靈活、多功能的三維重建方法及裝置，包括：通過運動控制系統控制三維掃描傳感器圍繞目標物體進行環形運動；控制三維掃描傳感器采集目標物體的深度圖像；對深度圖像進行處理，獲得目標物體的點云數據；對點云數據進行處理，獲得目標物體的三維模型并輸出。本發明的靈活、多功能的三維重建方法及裝置，通過運動系統既可實現三維掃描傳感器和目標物體之間的平動，還可實現目標物體的旋轉運動，實現了對目標物體的360°環形掃描，提升了三維重新的靈活性和完整性。

技術領域

本發明涉及三維重建技術領域，特別涉及一種靈活、多功能的三維重建方法及裝置。

背景技術

三維重建技術通過深度數據獲取、預處理、點云配準與融合、生成表面等過程在計算機中真實地重建出物體的三維虛擬模型，是在計算機環境下對其進行處理、操作和分析其性質的基礎,也是計算機輔助幾何設計(CAGD)、計算機圖形學(CG)、計算機動畫、計算機視覺、醫學圖像處理、科學計算和虛擬現實、數字媒體創作等領域的共性科學問題和核心技術，具有極大的發展前景與市場潛力。

傳統的獲取物體三維數據的方法主要是依靠結構光或者激光等三維重建方法，目前的3D掃描系統多是傳感器與待重建物體平行掃描，無法實現360°掃描重建。

發明內容

本發明目的之一在于提供了一種靈活、多功能的三維重建方法及裝置，通過運動系統既可實現三維掃描傳感器和目標物體之間的平動，還可實現目標物體的旋轉運動，實現了對目標物體的360°環形掃描，提升了三維重新的靈活性和完整性。

本發明實施例提供的一種靈活、多功能的三維重建方法，包括：

通過運動控制系統控制三維掃描傳感器圍繞目標物體進行環形運動；

控制所述三維掃描傳感器采集所述目標物體的深度圖像；

對所述深度圖像進行處理，獲得所述目標物體的點云數據；

在所述三維掃描傳感器的運動過程中，獲得不同角度下所述目標物體的點云數據并對其進行處理獲得所述目標物體的三維模型并輸出。

優選地，所述通過運動控制系統控制三維掃描傳感器圍繞目標物體進行環形運動，包括：

通過運動控制系統控制三維掃描傳感器圍繞目標物體進行360°不同角度的環形運動。

優選地，所述對所述深度圖像進行處理，獲得所述目標物體的點云數據，包括：

采用預設的重建算法對所述深度圖像進行處理，獲得所述目標物體的點云數據。

優選地，所述在所述三維掃描傳感器的運動過程中，獲得不同角度下所述目標物體的點云數據并對其進行處理獲得所述目標物體的三維模型并輸出，包括：

解析不同角度下所述目標物體的深度圖像，獲得位移信息；

根據所述位移信息將不同角度下所述目標物體的點云數據進行排序和組合，獲得初始模型；

將所述初始模型輸入三維引擎進行點云三角化，獲得所述目標物體的三維模型；

輸出所述三維模型。

本發明實施例提供的一種靈活、多功能的三維重建裝置，包括：

上位機、與所述上位機電連接的運動控制系統和三維掃描傳感器；

所述運動控制系統包括：伺服電機和運動控制卡；所述三維掃描傳感器包括：線激光掃描儀和工業相機；