[發明專利]一種快速三維重建系統和方法

在審

• 申請號: 202110705203.0
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113313821A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 程曼;周猛祥;肖志剛;袁洪波;劉亞東;范才虎;蔡振江
• 申請（專利權）人: 河北農業大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/80;G06T7/30
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

1.一種快速三維重建系統，其特征在于：包括以下步驟：

包括三個以上環繞被重建對象非平行架設的攝像設備和主機；所述攝像設備能夠同時獲取彩色圖像和深度圖像，主機接收各攝像設備采集的圖像，進行配準生成點云；所述攝像設備間的相對位姿已經標定。

2.根據權利要求1所述的快速三維重建系統，其特征在于：進一步，攝像設備為三個kinect相機。

3.一種用于權利要求1所述的快速三維重建系統的重建方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：攝像機標定：標定出攝像設備間的相對位姿；相對位姿包括內參和外參；

步驟2：采集圖像：使用所述步驟1標定的各攝像設備同時采集被重建對象的彩色圖像和深度圖像；

步驟3：圖像配準：配準各彩色圖像和相應的深度圖像；

步驟4：生成點云：逐攝像設備將配準后的圖像在所述內參控制下轉換成相應的分片點云；

步驟5：點云配準：將各攝像設備轉換的點云在所述外參控制下配準成被重建對象的完整的三維點云；由以下具體步驟組成：

步驟5-1：初始匹配：利用所述步驟1中標定的外參進行各分片點云的初始配準；

步驟5-2：精細配準：選擇一個分片點云作為基準片P，其他各分片點云依次作為數據集P’與基準片P迭代配準；當相鄰兩次迭代誤差變化量小于設置的最小于歐氏距離均方差閾值γ或當迭代次數k大于預設的最大次數kmax時，停止迭代；每次迭代對于基準片P中的每個點，在數據集P’中找到距離其最近的點構成數據集Q；根據數據集P’和Q計算變換矩陣H；用變換矩陣H對數據集P’進行更新；計算基準片P中的每個點與其在更新后數據集P’中對應點間的歐氏距離，并計算本次誤差及與上次迭代誤差的變化量。

4.根據權利要求2所述的重建方法，其特征在于：所述攝像設備為三個kinect相機。