[发明专利]基于颜色编码的多目立体视觉脚型三维测量方法、系统和介质

权利要求书

1.一种基于颜色编码的多目立体视觉脚型三维测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过多目图像的采集平台，采用多相机同步拍摄穿有彩色编码图案袜子的脚型，进行图像采集；

根据采集到的图像，并基于球体的多相机标定算法获取相机内外参数；

根据所述相机内外参数进行脚型密集特征点匹配；

根据所述相机内外参数以及脚型密集特征点匹配的结果，进行模型构建与脚型参数测量；

所述根据采集到的图像，并基于球体的多相机标定算法获取相机内外参数的步骤包括：

根据采集到的图像，基于霍夫变换的圆检测算法预估球心在图像的投影坐标及图像中直径的大小；

进行球面角点检测，得2D坐标，计算标记点及球心的3D坐标，预估相机的初始外参数；

采用SBA进行非线性优化，得到准确的相机内外参数；

所述根据所述相机内外参数进行脚型密集特征点匹配的步骤包括：

根据所述相机内外参数，利用伪随机阵列的窗口特性生成蕴含特征点唯一码值的彩色菱形图案，提取菱形角点作为特征点；

进行彩色图案菱形阵列特征点检测，得到密集特征点的图像坐标，匹配密集的特征点；

所述进行彩色图案菱形阵列特征点检测，得到密集特征点的图像坐标，匹配密集的特征点的步骤包括：

采用预设的滤波模板以每一个特征点为锚点，与图像作卷积操作，根据响应大小将特征点进行分类，获得特征点的类型码值；

定位特征点颜色码值区域；

基于HCL颜色空间解码菱形阵列颜色，获得特征点的颜色码值；

结合所述类型码值和颜色码值得到特征点的完整码值；

结合特征点的码值约束、极限约束和视差范围约束，匹配密集的特征点。

2.根据权利要求1所述的基于颜色编码的多目立体视觉脚型三维测量方法，其特征在于，所述多目图像的采集平台具有360°视角、具备均匀光照环境，利用两个基于socket的脚本实现图像的多相机同步采集。

3.根据权利要求1所述的基于颜色编码的多目立体视觉脚型三维测量方法，其特征在于，所述进行彩色图案菱形阵列特征点检测，匹配密集的特征点的步骤之前还包括：

根据所述相机内外参数对输入图像进行立体校正，并将立体校正后的输入图像进行灰度化、高斯滤波、对比度拉伸、直方图均衡化及膨胀处理。

4.根据权利要求1所述的基于颜色编码的多目立体视觉脚型三维测量方法，其特征在于，所述根据所述相机内外参数以及脚型密集特征点匹配的结果，进行模型构建的步骤包括：

利用相机内外参数和特征点匹配关系构造变换矩阵进行三维点云拼接后，得到稀疏三维模型；

使用泊松表面重建算法，得到脚型的稠密模型。

5.根据权利要求4所述的基于颜色编码的多目立体视觉脚型三维测量方法，其特征在于，所述根据所述相机内外参数以及脚型密集特征点匹配的结果，进行脚型参数测量的步骤包括：

生成脚印图；

在所述脚印图上定位脚型特征点，反投影到脚模型确定其三维位置；

根据特征围长定义构造辅助平面，计算特征围长。

6.一种基于颜色编码的多目立体视觉脚型三维测量系统，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时实现如权利要求1-5任一项所述的方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法的步骤。