[发明专利]一种基于多视角深度摄像机的三维重建装置及方法

权利要求书

1.一种基于多视角深度摄像机的三维重建装置，其特征在于：包括扫描装置，扫描装置包括扫描平台，扫描平台四周按圆周方向间隔设有数量不为1的n个深度摄像机；任一深度摄像机均朝向扫描平台中央，任一深度摄像机内均设有深度摄像头；

扫描装置内设有扫描系统，扫描系统包括第一图像处理单元、滤波单元、拼接单元、优化处理单元、数据合并单元和poisson重建单元；

所述n个深度摄像机处的深度摄像头用于共同对目标物体进行扫描以从不同视角拍摄目标物体的深度图像，第一图像处理单元用于对每个深度摄像头所拍摄的深度图像进行处理以获取相应的点云，滤波单元用于对所有的点云进行滤波，拼接单元用于将所有的点云根据对应的位姿变换矩阵变换到基础坐标系中进行拼接处理以获取目标物体的完整点云，优化处理单元用于去除完整点云中的重叠部分，数据合并单元用于获取完整点云的法向量并与完整点云进行数据合并以获取带有法向量的点云数据，poisson重建单元用于根据带有法向量的点云数据进行三维曲面重建以获取目标物体的三维模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于多视角深度摄像机的三维重建装置，其特征在于：拼接单元中所依据的位姿变换矩阵通过一立体标定单元获取，立体标定单元用于与一立体标定物进行配合以获取每个深度摄像头坐标系与世界坐标系之间的位姿变换矩阵，进而获取每个深度摄像头坐标系与基础坐标系之间的位姿变换矩阵。

3.根据权利要求2所述的一种基于多视角深度摄像机的三维重建装置，其特征在于：立体标定物处设有特征标记，设计特征标记的几何中心为特征点；立体标定单元用于根据特征点在世界坐标系中的坐标和在深度摄像头坐标系中的坐标，获取每个深度摄像头坐标系与世界坐标系之间的位姿变换矩阵；任一深度摄像机内均还设有用于对特征标记进行识别的RGB摄像头，立体标定单元能够通过RGB摄像头坐标系与深度摄像头坐标系之间的位姿变换矩阵根据特征点在RGB摄像头坐标系中的坐标求取该特征点在深度摄像头坐标系中的坐标，RGB摄像头坐标系与深度摄像头坐标系之间的位姿变换矩阵通过一平面标定单元和一棋盘格标定平板的配合获取。

4.根据权利要求3所述的一种基于多视角深度摄像机的三维重建装置，其特征在于：立体标定物包括立体标定装置本体(200)，立体标定装置本体(200)具有n个用于一一对应地对准n台深度摄相机(120)的标定立面；立体标定装置本体(200)包括至少2层标定靶(210)，每层标定靶(210)处均设有n个竖直的标定靶面(211)；每层标定靶(210)的对应标定靶面(211)共同构成相应的标定立面，且任一标定靶(210)处的标定靶面(211)均等距地向内收缩于下层标定靶(210)的对应标定靶面(211)；任一标定靶面(211)处均设有至少1个特征标记(212)，设于同一标定立面处的特征标记(212)的中心点不共线且数量为m，m至少为3。

5.根据权利要求4中所述的一种基于多视角深度摄像机的三维重建装置，其特征在于：标定靶面(211)处设有一第一颜色层，第一颜色层的颜色为白色；特征标记(212)的空心圆环形，特征标记(212)处设有一第二颜色层，第二颜色层的颜色为黑色。