[發(fā)明專利]一種基于RGB編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110017585.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN112767537B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高振國;王繼斌;蔡紹濱;王平江;王靖;王田;周長利;林昌龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T9/00;G06T7/90
• 代理公司: 濟(jì)南市新圖新夏天專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37330
• 代理人: 張偉彥

本發(fā)明涉及三維重建技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于RGB編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建方法，包括以下步驟：S1、生成有n幅格雷碼編碼圖案序列Psubgt;b/subgt;＝{psubgt;b1/subgt;,psubgt;b2/subgt;,...psubgt;bn/subgt;}，S2、將格雷碼圖案序列Psubgt;b/subgt;每3幅一組打包為新序列Psubgt;bt/subgt;＝{{psubgt;b1/subgt;,psubgt;b2/subgt;,psubgt;b3/subgt;},{psubgt;b4/subgt;,psubgt;b5/subgt;,psubgt;b6/subgt;},...{psubgt;b(n?2)/subgt;,psubgt;b(n?1)/subgt;,psubgt;bn/subgt;}}，分別作為新圖案的RGB三通道值進(jìn)行編碼，重新生成n/3幅編碼后的圖案序列Psubgt;rgb/subgt;＝{psubgt;rgb1/subgt;,psubgt;rgb2/subgt;,...psubgt;rgb(n/3)/subgt;}，S3、用彩色投影儀向待重建場(chǎng)景投射S2中編碼后的圖案序列Psubgt;rgb/subgt;，并用彩色相機(jī)采集，得到Psubgt;Srgb/subgt;＝{psubgt;Srgb1/subgt;,psubgt;Srgb1/subgt;,...psubgt;Srgb(n/3)/subgt;}，S4、對(duì)采集到的n/3幅彩色圖案序列Psubgt;Srgb/subgt;解碼，分離每幅圖的RGB通道，重新生成n幅格雷碼編碼的環(huán)境圖案序列Psubgt;Sg/subgt;＝{psubgt;Sg1/subgt;,psubgt;Sg2/subgt;,...psubgt;Sgn/subgt;}，S5、對(duì)重新生成的圖案序列Psubgt;sg/subgt;二值化，獲得Psubgt;Sb/subgt;＝{psubgt;Sb1/subgt;,psubgt;Sb2/subgt;,...psubgt;Sbn/subgt;}，再對(duì)Psubgt;Sb/subgt;進(jìn)行格雷碼解碼，運(yùn)用光學(xué)三角法測(cè)量原理，完成三維重建。本發(fā)明在基于格雷碼結(jié)構(gòu)光重建系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用RGB圖像對(duì)格雷碼序列進(jìn)行編碼解碼，顯著提升了重建速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維重建技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于RGB編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建方法。

背景技術(shù)

場(chǎng)景三維重建對(duì)計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器人學(xué)具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值，已被廣泛應(yīng)用于人臉識(shí)別，人機(jī)交互，自動(dòng)化測(cè)量等眾多領(lǐng)域。三維重建的方法可分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩類，被動(dòng)式三維重建方法無需外光源，利用自然光，使用單個(gè)或多個(gè)相機(jī)獲取圖像，再通過特定算法獲取環(huán)境三維信息。被動(dòng)式的重建效果易受環(huán)境光變化影響，并且算法也相對(duì)復(fù)雜。與被動(dòng)式相反，主動(dòng)式利用激光、聲波、電磁波等光源或能量源發(fā)射至目標(biāo)物體，通過接收返回的光波獲取物體的三維信息。與被動(dòng)式相比，主動(dòng)式三維重建系統(tǒng)不受環(huán)境光影響，算法較為簡(jiǎn)單，具有精度高，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化測(cè)量，機(jī)器人導(dǎo)航以及復(fù)雜場(chǎng)景三維重建等領(lǐng)域。

目前，主動(dòng)式三維重建系統(tǒng)主要可分為以下三類：莫爾條紋法、飛行時(shí)間法以及結(jié)構(gòu)光法。其中結(jié)構(gòu)法先通過一個(gè)特殊光學(xué)投射器，向待重建場(chǎng)景投射多幅經(jīng)過編碼后的圖案，再通過相機(jī)捕捉編碼后的場(chǎng)景圖案，解碼獲取投影圖像與編碼圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)，最后再利用三角方程獲取三維信息。其中基于格雷碼的結(jié)構(gòu)光三維重建系統(tǒng)，由于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且精度較高，應(yīng)用廣泛。但是因?yàn)樵撓到y(tǒng)需要向待重建環(huán)境投射多幅格雷碼圖案對(duì)環(huán)境進(jìn)行編碼，重建算法的時(shí)間大部分消耗在投射和采集格雷碼圖案的過程中，由此就無法保證重建算法的實(shí)時(shí)性。因此，我們提出了一種基于RGB編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建方法用于解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種基于RGB編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建方法。

一種基于RGB編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建方法，包括以下步驟：

S1、生成有n幅格雷碼編碼圖案的序列P_b＝{p_b1,p_b2,...p_bn}；