[发明专利]一种多视角图像标定装置及方法

说明书

本发明实施例提供一种多视角图像标定装置及方法，该装置包括：标定板和标记槽；标定板的上表面设置有低反光性的白色涂层；在白色涂层上设置有标记图案层；包括：颜色标定图案、比例尺标定图案和标记槽坐标方向标定图案；比例尺标定图案包括：正方形图案和外接于正方形图案四个角的同一规则图案，颜色标定图案为标准比色卡；标记槽坐标方向标定图案包括：标记槽底部图案以及长方形图案；标记槽的外侧设置有方向标记物，方向标记物与所述长方形图案一一对应。本实施例解决了基于多视角图像生成的被测物体点云与实际物体尺寸比例尺偏差问题、被测物体Z轴正方向偏差问题、被测物体点云颜色偏差问题，执行效率高且精确度高。

技术领域

本发明涉及计算机图像处理技术领域，尤其涉及一种多视角图像标定装置及方法。

背景技术

逆向工程一作为计算机图形学研究的重要课题，已广泛地应用于汽车制造、文物考古、计算机动画以及植物建模等领域。其中常用的建模方法主要包括：基于激光扫描的三维重建方法、基于图形算法三维建模技术、基于图像的三维建模技术等。近年来，随着立体视觉计算的发展，基于图像的三维建模方法，已经成为逆向工程中的重要技术，主要归功于在图像技术的传感器选用的是高清相机，导致基于图像技术的三维建模方案，成本较低。其中，基于多视角重建技术，即运动恢复结构法(SFM)+多视角立体视觉(MVS)的图像三维重建方法，能够通过拍摄重建对象，生成致密的物体三维点云数据，精度等达到毫米级别。目前，该技术已在植物建模、大场景实景仿真等方面进行应用。

一方面，在基于多视角图像技术，进行物体三维重建逆向工程过程中，由于图像技术受到空间光环境影响、受到被测物体周围的参照物影响、受到相机多视角拍摄运动以及相机的安装点位等影响，会导致相机标定产生误差、图像配准产生误差，进而导致生成的三维点云数据比例尺不一致、点云的顶点颜色和实际物体颜色存在偏差。

另一方面，基于多视角图像技术，输出的点云数据，不但包括被测物体的点云数据，还包括周围背景物体的点云数据，被测物体点云的自动化分割也是一个重要的技术环节。

现有技术中关于多视角图像技术进行三维建模，主要有以下几个代表：

以Centext Capture为代表的商业化的多视角图像三维重建软件系统，采用在图像中，人工检测标定物，并在每张图像中人工标记标定物，通过图像技术进行比例尺的解析，并在大范围(大于10亩)场景重建进行应用，取得较好的矫正效果，误差控制在10cm以内，但是，在重建小物体(高度小于2米)的应用中，误差较大，存在一定的缺陷。

在图像颜色矫正方面，目前的主要技术是在图像上直接标定，而对于多视角重建技术，先标定图像颜色，然后再进行多视角三维重建，因改变相邻图像的像素值，导致无法生成三维模型。

基于多视角图像的三维重建技术，广泛地应用于植物三维重建以及植物表型研究中，而植物群体三维重建是该领域的重要研究内容。但受植物群体之间的相互遮挡影响，很难从植物群体尺度上进行多视角数据采集，通常采用单株数据重建，然后再进行模型拼接，导致重建效果差。

因此，构建合理的标定装置和标定算法，是解决多视角图像三维重建模型尺寸偏差、目标分割、颜色矫正的有效途经。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种多视角图像标定装置及方法以解决现有技术中存在的基于多视角图像生成的被测物体点和实际物体尺寸比例尺偏差问题、被测物体Z轴正方向偏差问题以及被测物体点云颜色偏差问题。