[发明专利]管道内壁的三维重建方法

权利要求书

1.一种管道内壁的三维重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

对摄像装置进行双目标定并获得双目标定参数，控制激光装置和摄像装置在管道内同步运动；

控制所述激光装置向管道内壁发射激光，以在所述管道内壁形成激光条纹，包括：控制所述激光装置向所述管道内壁发射环形激光，以在所述管道内壁形成环形的激光条纹，同时控制所述摄像装置从两个不同角度同步获取每个时刻的所述激光条纹的图像信息，包括：利用所述摄像装置的第一相机从第一角度获取所述激光条纹的第一图像；利用所述摄像装置的第二相机从第二角度同步获取所述激光条纹的第二图像；其中，所述第一角度和第二角度不同；并记录每个时刻的所述摄像装置的位姿参数；

根据所述图像信息得到每个时刻的所述激光条纹的中心点在对应于每个时刻下的摄像装置坐标系中的三维坐标，包括：分别获取所述激光条纹的中心点在所述第一图像的第一骨架点坐标以及在所述第二图像中的第二骨架点坐标，根据所述第一骨架点坐标获取所述激光条纹的中心点在所述第一图像中的第一亚像素坐标，根据所述第二骨架点坐标获取所述激光条纹的中心点在所述第二图像中的第二亚像素坐标；根据所述第一亚像素坐标、所述第二亚像素坐标和所述双目标定参数获取所述激光条纹的中心点在所述第一相机坐标系或所述第二相机坐标系中的三维坐标；

根据多个时刻的所述三维坐标和所述摄像装置的位姿参数对所述管道内壁进行三维重建；

其中，所述根据所述第一骨架点坐标获取所述激光条纹的中心点在所述第一图像中的第一亚像素坐标的方法为：

获取与所述第一骨架点坐标对应的第一图像梯度：将第一骨架点作为中心，沿第一骨架图像上寻找第一骨架点相邻的2m个骨架点，由2m个骨架点和第一骨架点计算出第一骨架点处第一图像梯度；

根据所述第一图像梯度以及与所述第一图像对应的第一灰度图像获取所述激光条纹的中心点在所述第一图像中的第一亚像素坐标：在第一灰度图像中，以第一骨架点为中心，沿垂直于第一图像梯度的方向上搜索2n个相邻图像点，以2n个相邻图像点的亮度值和第一骨架点的亮度值作为加权系数，计算得到激光条纹中心点的第一亚像素坐标。

2.根据权利要求1所述的管道内壁的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述第二骨架点坐标获取所述激光条纹的中心点在所述第二图像中的第二亚像素坐标的方法为：

获取与所述第二骨架点坐标对应的第二图像梯度；

根据所述第二图像梯度以及与第二图像对应的第二灰度图像获取所述激光条纹的中心点在所述第二图像中的第二亚像素坐标。

3.根据权利要求1所述的管道内壁的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述三维坐标和所述摄像装置的位姿参数对所述管道内壁进行三维重建的方法具体包括：

根据每个时刻的所述三维坐标和所述摄像装置的位姿参数获取每个时刻下所述激光条纹的中心点在起始全局坐标系中的坐标，其中，所述起始全局坐标系为处于初始位置的所述摄像装置所在的坐标系；

根据多个时刻的所述激光条纹的中心点在起始全局坐标系中的坐标对所述管道内壁进行三维重建。