[发明专利]基于三焦点张量的特征点三维重建方法

权利要求书

1.一种基于三焦点张量的特征点三维重建方法，其特征在于包括以下步骤：

在被测物体表面设置编码点，同时在编码点之间的区域内设置多个标记点；在被测物体旁设置标尺；

用标定内参数后的数码相机多角度拍摄被测物照片，每相邻三幅照片之间有重叠编码点区域，将上述各幅照片输入到计算机进行图像处理得到所有编码点及标记点在各自图像中的坐标{x_d，x′_d，x″_d}；

根据上述图像坐标{x_d，x′_d，x″_d}按照各幅图像之间重复编码点的多少将所有图像进行重新排序，即搜索各幅图像中的编码点，将具有最多编码点数的图像作为第一幅图像，把与第一幅图像具有最多相同编码点的图像列为第二和第三幅，然后，在其余的图像中搜索与第二和第三幅图像具有最多相同编码点的图像，依次类推，所有图像进行重新排序，使得每相邻的三幅图像之间至少有6个以上的编码点，各重新排序的图像每三幅为一组进行归一化处理；

分别计算进行归一化处理后各组图像的三焦点张量，得到各组图像的相机外参数矩阵，确定编码点和标记点的三维点坐标；

将各组三维点坐标以重新排序的第一组图像计算的三维点为基准拼合在统一的坐标系下，得到各点在统一坐标系下的三维点坐标(x，y，z)；

根据标尺计算长度和实际长度的比值，更新所有三维点坐标，得到度量空间下的新三维点坐标(x’，y’，z’)；

集束调整上述新三维点坐标(x’，y’，z’)，得到整体优化的三维点坐标；

通过以下公式计算各组图像的三焦点张量：

xix′jx′′kϵiqsϵkrtΓiqr=0st]]>

其中{x，x′，x″}为一组对应图像点，x＝(x¹，x²，x³)^T，x′＝(x′¹，x′²，x′³)^T，x″＝(x″¹，x″²，x″³)^T；r＝1，2，3；s＝1，2，3；t＝1，2，3；i＝1，2，3；j＝1，2，3；k＝1，2，3；q＝1，2，3；

张量ε_rst定义为：

其中，为含有27个元素的第i幅图像的三焦点张量；

所述各组图像的相机外参数矩阵由以下公式计算：

P＝[I|0]

P′＝[[Γ₁，Γ₂，Γ₃]e₃₁|e₂₁]

P′′=[(e31e31T-I)[Γ1T,Γ2T,Γ3T]e21|e31]]]>

其中P、P′、P″为一组图像中三幅图像的外参数矩阵；I为3×3的单位矩阵；Γ_i为第i幅图像的三焦点张量；e_j1为在第j副图像上的对极点；为第i幅图像的三焦点张量的转置。