[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

说明书

本发明涉及三维重建技术领域，具体地说，涉及一种基于多视角深度摄像机的三维重建装置及方法。该三维重建装置包括扫描装置，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。该三维重建方法基于该三维重建装置实现，本发明能够较佳地实现对目标物体的三维重建。

技术领域

本发明涉及三维重建技术领域，具体地说，涉及一种基于多视角深度摄像 机的三维重建装置及方法。

背景技术

三维重建是指通过一定的视觉技术手段在电脑中建立真实物体或场景的虚 拟三维模型，并可以在电脑环境下对虚拟三维模型进行分析、加工及操作。

随着科技的进步，三维重建已经在各个领域发挥着巨大的作用。如在虚拟 实现领域，虚拟场景中的物体模型可以通过对真实物体的三维重建获得，比起 虚拟建模软件如3DS Max，由三维重建获得的物体将更加真实。如在3D打印技 术中，三维重建也是至关重要的步骤，三维重建的精度直接影响到3D打印生成 模型的效果。如在军事领域，三维重建算法可以直接将卫星或无人机拍摄的地 形照片转换为三维地形模型，从而能够大大有利于正确决策的做出。此外，在 如文物保护，增强现实等领域三维重建也发挥着重要的作用。

在三维重建的三维信息采集阶段时，往往需要从多个不同角度无死角地对 目标进行拍摄，才能实现对目标全方位完整三维信息的采集。由于单个深度摄 像机的拍摄角度有限，无法一次完成多物体全貌的拍摄，因此，如果需要实现 一次性快速对目标物体的全貌拍摄，就需要采用多个深度摄像机多视角地同时 进行拍摄。而现有技术中，缺乏一种较佳的基于多视角深度摄像机的三维重建 装置或方法。

发明内容

本发明提供了一种基于多视角深度摄像机的三维重建装置，其能够克服现 有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的基于多视角深度摄像机的三维重建装置，其包括扫描装置， 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。

本发明的一种基于多视角深度摄像机的三维重建装置中，在对目标物体进 行扫描时，能够将目标物体放置于扫描平台处，之后通过扫描系统能够自动完 成对建模数据的提取和处理，从而能够较佳地重建目标物体的三维模型。

作为优选，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。

本发明的一种基于多视角深度摄像机的三维重建装置中，通过立体标定单 元与立体标定物的配合，能够较佳地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。