[發明專利]一種復雜織物表面的三維重建系統及方法

在審

• 申請號: 202110490485.7
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113192184A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 羅健;辛斌杰;于文杰;沈冬冬;孔方圓;劉毅;余淼;袁秀文
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T5/00;G06T15/50
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 耿悅

本發明公開了一種復雜織物表面的三維重建系統及方法，該系統包括：箱體，所述箱體的內部設有一滑輪，所述滑輪的周向方向上設有多個光源，所述滑輪能夠在水平面內旋轉以調節每個所述光源的位置；底座，設置在所述箱體的下方，所述底座的上表面用于放置織物樣本；壓緊單元，設置在所述底座和所述箱體上，所述壓緊單元能夠將所述織物壓緊在所述底座上；相機，設置在所述箱體的內側頂部，所述相機用于采集單一光源下的織物樣本的樣本圖像；圖像處理模塊，用于對樣本圖像進行三維重建以獲取對應三維模型。本發明具有使用簡便、運算快速、重建精度較高，能夠恢復織物表面紋理以及組織點三維形態的優點。

技術領域

本發明涉及織物表面三維重建技術領域，尤其涉及一種復雜織物表面的三維重建系統及方法。

背景技術

紡織產業在我國具有悠久的歷史，兩千年前，絲綢之路為中西方文化交流做出了重大貢獻。中國近代民族工業的發展也離不開紡織工業的推進。

對于紡織品外觀的檢測主要是人工檢驗，但是人工檢驗有許多缺陷，主觀化程度較高且很容易受到人為情緒的影響。數字智能化蓬勃發展，在紡織領域也逐漸開始普及，已經出現了比傳統檢驗方法更加精確、客觀的評價方法。計算機視覺技術開始普及并且應用到與工業生產、工業檢測、科學研究等各個領域，具有精度高、速度快、可以循環處理等優點，把計算機視覺和織物外觀檢測結合可以有效提高檢測效率和準確性。

三維表面重建是計算機視覺領域一個重要分支，也是國內外研究的側重點，三維視覺測量因為檢測速度快，非接觸，精度高等優勢在工業檢測領域迅速發展，如德國GOM公司的ATOS三維光學掃描儀和德國Ettemeyer公司的G-Scan系列。另外三維表面重建在紡織品外觀檢測方面的作用也逐漸顯現，現有的方法仍未有通用得能夠實現織物表面三維重建的方法。

現有的方法如基于雙目或多目立體視覺的方法，對于紋理細節不明顯的物體表面，無法準確恢復織物表面組織點的三維形態只能恢復其宏觀輪廓；激光三角測量技術需要的條件較多，掃描過程較慢且設備昂貴；結構光柵測量如果應用到具有復雜表面或顏色雜亂的織物由于破壞了光柵的編碼圖案會導致算法的失??；其他大部分基于圖像的三維重建方式如立體匹配等，是基于物體表面的特征進行三維重建，意味著當物體表面紋理較弱時重建后將無法得到精細的三維模型。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種不受織物表面紋理影響、對每個像素點三維重建、設備簡便且重建精度高的復雜織物表面的三維重建系統及方法。

一種復雜織物表面的三維重建系統，其包括：

箱體，所述箱體的內部設有一滑輪，所述滑輪的周向方向上設有多個光源，所述滑輪能夠在水平面內旋轉以調節每個所述光源的位置；

底座，設置在所述箱體的下方，所述底座的上表面用于放置織物樣本；

壓緊單元，設置在所述底座和所述箱體上，所述壓緊單元能夠將所述織物壓緊在所述底座上；

相機，設置在所述箱體的內側頂部，所述相機用于采集單一光源下的織物樣本的樣本圖像；

圖像處理模塊，用于對樣本圖像進行三維重建以獲取對應三維模型。

在其中一個實施例中，所述壓緊單元包括磁鐵和磁條圈，所述磁鐵固定在所述箱體的底部外邊緣上，所述磁條圈固定在所述底座的上表面外緣處，所述磁鐵和磁條圈相配合。

在其中一個實施例中，所述滑輪上設有刻度表。

一種使用復雜織物表面的三維重建系統的方法，其包括以下步驟：

S1、對光源進行標定，確定光源的光照方向；

S2、將待測的織物樣本放置在底座上，合攏箱體和底座；分別采用不同方向的單一光源拍攝并采集織物樣本的樣本圖像；