[發明專利]三維點云重構方法、系統、電子設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202110097806.7
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112802184A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 高乾坤;周家明
• 申請（專利權）人: 三一重工股份有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/80;G06T7/70;G06T7/593;G06T3/40
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李文清

本發明提供一種三維點云重構方法、系統、電子設備及存儲介質，所述方法首先獲取三維相機的左右視場的目標物結構光圖像，并基于目標物結構光圖像，確定左右視場的相位分布圖像；然后對左右視場的相位分布圖像進行分層降采樣，得到左右視場的多個層級的相位圖像；對左右視場的最低層級的相位圖像進行等相位像素點匹配，并確定最低層級的視差圖像；最后基于最低層級的視差圖像，確定左右視場的相位分布圖像的視差圖像，并基于左右視場的相位分布圖像的視差圖像，對目標物結構光圖像中的目標物進行三維點云重構。該方法使用了多種分辨率層級的左右相位圖像，逐級引導進行高分辨率的立體匹配，可以節約算力開銷，減少計算時間，降低占用的內存。

技術領域

本發明涉及三維重建技術領域，尤其涉及一種三維點云重構方法、系統、電子設備及存儲介質。

背景技術

目前，三維相機能夠重構出目標場景的三維點云，相較于常規的二維相機多了一個深度維度信息，為各種后端開發提供了額外的數據處理自由度，具有重要的應用價值。隨著智能制造和智能交互技術的蓬勃發展，三維相機越來越成為其中不可或缺的基礎硬件設備和數據處理核心技術，在工業制造、生物醫學、移動支付以及軍事導航等領域都有著廣闊的應用前景。

基于光柵結構光的立體相機具有較高的測量精度，已逐漸成為工業制造中的常規傳感器設備，用于引導機械臂、檢測工件或者切割焊接等工業場合。為滿足生產加工節拍需求，實際應用中對于三維相機的點云數據獲取幀率的要求愈來愈高，這就意味著必須降低三維相機的計算耗時。在投影條紋模式固定的情況下，作為點云計算中的核心環節，立體匹配的算力開銷占比較大，不利于三維相機計算耗時的降低，而且會占用大量內存，大大增加了三維點云重構的成本。

發明內容

本發明提供一種三維點云重構方法、系統、電子設備及存儲介質，用以解決現有技術中存在的缺陷。

本發明提供一種三維點云重構方法，包括：

獲取三維相機的左右視場的目標物結構光圖像，并基于所述目標物結構光圖像，確定所述左右視場的相位分布圖像；

對所述左右視場的相位分布圖像進行分層降采樣，得到所述左右視場的多個層級的相位圖像；

對所述左右視場的最低層級的相位圖像進行等相位像素點匹配，并確定所述最低層級的視差圖像；

基于所述最低層級的視差圖像，確定所述左右視場的相位分布圖像的視差圖像，并基于所述左右視場的相位分布圖像的視差圖像，對所述目標物結構光圖像中的目標物進行三維點云重構。

根據本發明提供的一種三維點云重構方法，所述對所述左右視場的相位分布圖像進行分層降采樣，得到所述左右視場的多個層級的相位圖像，之前還包括：

獲取所述三維相機的標定參數；

基于所述標定參數，對所述左右視場的相位分布圖像進行極線校正，以使所述左右視場的相位分布圖像中的對應行像素點對齊。

根據本發明提供的一種三維點云重構方法，所述基于所述標定參數，對所述左右視場的相位分布圖像進行極線校正，以使所述左右視場的相位分布圖像中的對應行像素點對齊，之后還包括：

確定極線校正后所述左右視場的相位分布圖像的不同相位周期，并確定等相位像素點匹配在所述左右視場的相位分布圖像的相同相位周期內進行。

根據本發明提供的一種三維點云重構方法，所述對所述左右視場的最低層級的相位圖像進行等相位像素點匹配，并確定所述最低層級的視差圖像，之前還包括：

對于所述左右視場的任一視場，判斷所述任一視場的相位分布圖像中任一行內任一像素點相鄰的預設數量的像素點的相位值是否具有單調性；

若所述預設數量的像素點的相位值不具有單調性，則刪除所述任一像素點。