[发明专利]运动模糊效应下的视觉特征三维重建方法

说明书

本发明运动模糊效应下的视觉特征三维重建方法，步骤为：对要使用的相机进行标定；在被测物体表面布置编码标记点；获取运动模糊图像；识别图像中的编码标记点的身份；针对同一个编码标记点，借助于在不同时刻拍摄的时间序列图像，对其在不同时刻的空间位置进行粗定位并且拟合成样条曲线，作为空间运动轨迹的初始值；构造编码标记点运动的模糊成像模型；在每次曝光时间内，根据模糊成像模型，优化求解运动路径和姿态。本发明在有运动模糊的情况下，还原出曝光时间内编码标记点的中心位置和姿态，获得被测物体表面的三维信息和在曝光时间内的运动信息。本发明使得基于视觉的测量方法扩展到动态场合，对高速运动部件分析、设计、逆向工程起重要作用。

技术领域：

本发明涉及一种运动模糊效应下的视觉特征三维重建方法，属于机器视觉测量领域。

背景技术：

编码标记点被广泛用于基于机器视觉的工业测量和逆向工程中。测量之前，编码标记点被布设于被测物体表面。根据标定过的一对或者更多个相机拍摄的被测物体的一组图像，可以重建出编码标记点在空间的位置信息，从而获得被测物体的三维参数。

当被测物体处于高速运动状态时，获取的图像是模糊的。此时传统的识别编码标记点身份的方法失效。现有的针对清晰图像的编码标记点中心定位方法，完全不适用于识别模糊图像中编码标记点的身份，也更完全不适用于对模糊图像中的编码标记点中心进行定位。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种运动模糊效应下的视觉特征三维重建方法，能够在运动模糊造成编码标记点图像模糊的情况下，仍然能恢复出编码标记点中心在曝光期间任意时刻的精确位置。

本发明所采用的技术方案有：一种运动模糊效应下的视觉特征三维重建方法，包括如下步骤：

步骤一：对要使用的相机进行标定；

步骤二：在被测物体表面布置编码标记点；

步骤三：获取运动模糊图像；

步骤四：识别图像中的编码标记点的身份；

步骤五：针对同一个编码标记点，借助于在不同时刻拍摄的时间序列图像，对其在不同时刻的空间位置进行粗定位并且拟合成样条曲线，作为空间运动轨迹的初始值；

步骤六：构造编码标记点运动的模糊成像模型；

步骤七：在每次曝光时间内，根据模糊成像模型，优化求解运动路径和姿态。

本发明具有如下有益效果：本发明可以在有运动模糊的情况下，还原出曝光时间内编码标记点的中心位置和姿态，从而获得被测物体表面的三维信息和在曝光时间内的运动信息。本发明使得基于视觉的测量方法扩展到动态场合。对高速运动部件的分析、设计、逆向工程将起到重要作用。

附图说明：

图1为曝光时序示意图。

图2为清晰编码点示意图。

图3为运动模糊编码点示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明运动模糊效应下的视觉特征三维重建方法，包括如下步骤：

1.标定一对相机，分别记为左相机C₀和右相机C₁，它们的成像矩阵分别表示为P₀和P₁。两个相机镜头的畸变系数向量分别表示为d^(c),c＝0,1。

2.选择阈值T_p用于极线约束检测。