[发明专利]一种环形扫描形貌三维重建方法、装置及系统

权利要求书

1.一种环形扫描形貌三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取从当前高度上环绕待测物体的不同角度处采集的图像，得到一组全方位的图像组；

S2、通过匹配当前图像组中相邻图像之间的相同特征点求取外参坐标，根据外参坐标对标定的外参模型进行更新；

S3、利用当前外参模型对所述图像组进行点云拼接，得到点云数据组；

S4、将当前高度的点云数据组与上一高度的点云数据组进行拼接；

S5、判断待测物体是否扫描完成，如果是，则输出拼接完的点云数据得到三维模型，否则移动至下一高度进行图像采集，并重复步骤S1至S5。

2.根据权利要求1所述的环形扫描形貌三维重建方法，其特征在于，所述图像为深度图像，所述深度图像包括RGB色彩信息和深度信息。

3.根据权利要求1所述的环形扫描形貌三维重建方法，其特征在于，所述获取从当前高度上环绕待测物体的不同角度处采集的图像，包括：

控制各相机相互通信，使得各相机在同一时刻从不同角度处同步采集图像。

4.根据权利要求1所述的环形扫描形貌三维重建方法，其特征在于，所述通过匹配当前图像组中相邻图像之间的相同特征点求取外参坐标，根据外参坐标对标定的外参模型进行更新，包括：

评估上一高度处的图像组与当前图像组之间的相关度；

判断所述相关度是否高于设定阈值，如果高于，则不进行外参模型的更新，如果不高于，则对外参模型进行更新。

5.根据权利要求4所述的环形扫描形貌三维重建方法，其特征在于，所述评估上一高度处的图像组与当前图像组之间的相关度，包括：

根据上一高度处的图像组中点云坐标与当前图像组中点云坐标计算实际位移值，以所述实际位移值作为所述相关度。

6.根据权利要求1所述的环形扫描形貌三维重建方法，其特征在于，所述利用当前外参模型对所述图像组进行点云拼接，得到点云数据组，包括：

根据所述外参模型将图像的像素坐标系转换为世界坐标系；

在所述世界坐标系内分别根据每一所述图像构建单幅图像的点云数据；

拼接多幅所述图像的点云数据得到点云数据组。

7.根据权利要求1所述的环形扫描形貌三维重建方法，其特征在于，所述将当前高度的点云数据组与上一高度的点云数据组进行拼接，包括：

当前高度的图像采集成功后检测实际采集高度，根据预设的采集间距计算预设采集高度；

判断所述实际采集高度与预设采集高度的差值是否大于设定阈值，如果大于，则采用实际采集高度对采集间距进行校准，然后根据校准后的采集间距进行点云数据组的拼接，否则直接根据预设的采集间距进行点云数据组的拼接。

8.根据权利要求1所述的环形扫描形貌三维重建方法，其特征在于，所述移动至下一高度进行图像采集，包括：

根据设定的采集间距设置相机的运动速率与采集频率之间的关系模型；

根据所述关系模型设置运动速率值以及采集频率值；

控制相机从当前高度开始以所述运动速率值移动至下一高度，并以所述采集频率值进行图像采集，实现等间距图像采集。

9.一种环形扫描形貌三维重建装置，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-8任一所述的环形扫描形貌三维重建方法。

10.一种环形扫描形貌三维重建系统，其特征在于，包括如权利要求8所述的环形扫描形貌三维重建装置，还包括多个相机以及运动控制装置，各所述相机呈环形布置，所述运动控制装置包括丝杠、立柱、圆环、伺服电机以及运动控制卡；

所述丝杠可转动的连接于所述立柱上，所述圆环通过连接件连接于所述丝杠上，多个所述相机在所述圆环上均匀布置，所述伺服电机与所述丝杠传动连接，所述伺服电机与所述运动控制卡电连接，各所述相机以及所述运动控制卡分别与所述环形扫描形貌三维重建装置电连接。