[发明专利]一种基于多相机系统实时三维测量的自适应深度约束方法

权利要求书

1.一种基于多相机系统实时三维测量的自适应深度约束方法，其特征在于：首先通过多相机系统中的投影仪循环投影三幅条纹图像到被测物体上，经过被测物体调制后的条纹图像被多相机系统中的每一个相机同步拍摄获取并传输到计算机中，计算机对每一个相机获取的三幅条纹图利用相移法进行包裹相位提取，得到了各个相机对应的包裹相位图；其中，多相机系统包含n个相机，n≥2；

利用相机1与投影仪之间的标定参数计算相机1上的所有点的三维候选点，并利用传统深度约束技术去除部分三维候选点，然后将剩余的三维候选点投影到相机2上得到对应的二维候选点，利用之前得到的包裹相位图通过相位一致性检验去除部分二维候选点以及对应的三维候选点，并得到第一幅有效区域图；

如果是第一轮三维重构，则通过简化一致检验确定最终的匹配点，并根据匹配点进行三维重构，输出深度图，通过对相机1的当前深度图进行全局分析，得到了自适应全局深度范围；

如果不是第一轮三维重构，则通过自适应逐像素深度约束技术再次去除部分三维候选点及对应的二维候选点，得到第二幅有效区域图；根据第一幅有效区域图与第二幅有效区域图作差后的结果与设定阈值比较确定剩余的候选点集合，然后通过简化一致检验确定最终的匹配点，并根据匹配点进行三维重构，输出深度图，并通过对相机1的当前深度图进行全局分析，得到了自适应全局深度范围；

对自适应全局深度范围用全局深度范围将离群点设置为无效点得到更加精炼的深度图，在精炼的深度图基础上，逐像素分析像素邻域深度特性，得到了自适应逐像素深度范围图。

2.根据权利要求1所述的基于多相机系统实时三维测量的自适应深度约束方法，其特征在于：利用相机1的包裹相位图结合系统的标定参数获取相位图中每一个目标点的三维点候选点以及在相机2上的二维候选点，相机1为多个相机中任意选定的一个相机，相机2为剩余相机中任意选定的一个相机，相机3...相机n依次类推，除相机1与相机2外，其余相机只用于相位一致检验，相机2除了用于相位一致检验外还用于三维重构，相机1设定为目标相机，提供待重构的目标点。

3.根据权利要求1所述的基于多相机系统实时三维测量的自适应深度约束方法，其特征在于：利用深度约束技术去除预设深度之外的三维候选点，并利用相位一致检验技术去除与目标点相位差异超过某个阈值的二维候选点，若目标点的剩余三维候选点或二维候选点的数量大于或者等于1，那么该目标点记为有效点，若目标点的剩余三维候选点或二维候选点的数量等于0，那么该目标点记为无效点；对相机1成像面上的所有像素点进行上述操作得到第一幅有效区域图，区域中有效点的数量记为S₁。

4.根据权利要求1所述的基于多相机系统实时三维测量的自适应深度约束方法，其特征在于：如果不是第一轮三维重构，则利用自适应逐像素深度范围获取技术得到的自适应逐像素深度图进一步去除预设深度之外的三维候选点，并得到第二幅有效区域图，具体过程为：

对于相机1上的任意一目标点假设在深度约束技术去除后剩余的三维候选点对应的周期级次的集合为去除该集合中不满足下式的元素表示中的第n个元素，集合中的元素即为周期级次：

其中分别对应目标点的自适应逐像素深度范围的最小与最大边界；为目标点的周期级次为时对应的三维候选点，经过上述去除操作后剩余的三维候选点对应的周期级次的集合为若中的元素数量大于等于1，则目标点为有效点，并计入有效区域中，否则被标记为无效点，且不计入有效区域；对相机1成像面上每一个像素点都进行上述操作得到相机1对应的第二幅有效区域图，区域中有效点数量记为S₂。