[发明专利]一种基于多目视觉的快速三维模型重建方法及系统

权利要求书

1.一种基于多目视觉的快速三维模型重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据待建模物体的大小，选择相应的图像采集方式进行多次图像采集；

对多次采集到的图像进行预处理得到低噪声的图像序列；

利用选择的所述采集方式对标定板进行多次图像采集，以对图像采集设备的相机进行标定，得到相机的内、外参数和镜头畸变系数；

将预处理得到的图像序列导入建模软件进行自标定，得到自标定结果；

利用所述的镜头畸变系数和相机的内、外参数更新所述自标定结果，根据更新后的所述自标定结果，利用建模软件重建点云并生成网格，得到待建模物体的三维模型。

2.根据权利要求1所述的基于多目视觉的快速三维模型重建方法，其特征在于，还包括对得到的所述三维模型进行后处理，对模型平面平滑及孔洞修复。

3.根据权利要求1所述的基于多目视觉的快速三维模型重建方法，其特征在于，对于物体最大包络体积尺寸量级为几十以上立方米的大型物体采用无人机方式进行图像采集，对于物体最大包络体积尺寸量级为几立方分米以下的小型物体采用转台方式进行图像采集，尺寸介于之间的物体，采用采集设备固定于支架的方式进行图像采集。

4.根据权利要求1所述的基于多目视觉的快速三维模型重建方法，其特征在于，在进行图像采集时，还包括调节图像采集设备的感光度和光圈值。

5.根据权利要求4所述的基于多目视觉的快速三维模型重建方法，其特征在于，调节图像采集设备的感光度和光圈值使采集到的图像稀疏点个数最大。

6.根据权利要求1所述的基于多目视觉的快速三维模型重建方法，其特征在于，所述预处理包括采用高斯滤波方式消除图像的高斯噪声，采用中值滤波方式消除图像的椒盐噪声。

7.根据权利要求1所述的基于多目视觉的快速三维模型重建方法，其特征在于，利用选择的所述采集方式对标定板进行图像采集，具体为利用选择的所述采集方式使图像采集设备绕标定板一周进行拍摄，从不同的方位和角度采集得到图像序列。

8.根据权利要求7所述的基于多目视觉的快速三维模型重建方法，其特征在于，根据所述从不同方位和角度采集到的图像序列，利用Matlab对图像采集设备的相机进行标定，得到相机的内参数、外参数和镜头畸变系数。

9.根据权利要求1所述的基于多目视觉的快速三维模型重建方法，其特征在于，所述自标定的具体过程包括：

从预处理后的图像序列中任意选择一张图像，从选择的所述图像中提取特征点；

对所述图像序列进行特征点匹配，根据匹配结果计算得到基础矩阵，确定不同图像之间的约束关系完成相机的自标定；

所述基础矩阵中隐式的包含了相机的内、外参数及镜头的畸变参数。

10.一种基于多目视觉的快速三维模型重建系统，其特征在于，包括：

图像采集设备，用于根据待建模物体的大小，选择相应的图像采集方式进行多次图像采集；并利用选择的所述采集方式对标定板进行多次图像采集，对图像采集设备的相机进行标定，得到相机的内、外参数和镜头畸变系数；

图像预处理模块，对多次采集到的图像进行预处理得到低噪声的图像序列；

自标定模块，用于对预处理得到的图像序列进行自标定，得到自标定结果；

建模模块，根据更新后的自标定结果，重建点云并生成网格，得到待建模物体的三维模型；所述更新后的自标定结果利用所述的镜头畸变系数和相机的内、外参数更新所述自标定结果得到。