[发明专利]一种环形扫描形貌三维重建方法、装置及系统

说明书

本发明涉及三维重建技术领域，公开了一种环形扫描形貌三维重建方法、装置、系统以及计算机存储介质，其中方法包括以下步骤：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。本发明对相机的外参进行校准，拼接误差低，建模精度高。

技术领域

本发明涉及三维重建技术领域，具体涉及一种环形扫描形貌三维重建方法、装置、系统以及计算机存储介质。

背景技术

三维重建是指对某些三维物体或者三维的场景的一种恢复和重构，重建出来的模型，方便计算机表示和处理。与传统的建模方式以及使用三维扫描仪扫描物体得到立体模型的方法相比，基于图像三维重建的方法具有成本低廉、真实感强、自动化程度高的优点，因而具有广泛的应用前景。在三维重建时，环向扫描获取图像相较于轴向扫描获取图像，每帧图像的变化更为复杂，特征点匹配、目标物分割提取、图像拼接更为困难。通常为了缩短扫描时间、提升重建质量，360°全方位的环向扫描需要多相机同时采图，这就带来视差的问题，需要通过拼接算法解决图像视差问题。拼接算法基于相机的标定参数建立，由于相机在扫描采图时需要进行移动，因此相机的震动会导致实际外参与标定外参会产生误差，从而直接导致拼接误差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种环形扫描形貌三维重建方法、装置、系统以及计算机存储介质，解决现有技术中由于相机震动带来外参误差，导致出现拼接误差、重建精度低的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种环形扫描形貌三维重建方法，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，并转重复步骤S1至S5。

本发明还提供一种环形扫描形貌三维重建装置，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，实现所述环形扫描形貌三维重建方法。

本发明还提供一种环形扫描形貌三维重建系统，包括所述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，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。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明通过匹配相邻相机采集的相邻图像之间的相同特征点，重新求取外参坐标，从而对外参模型进行更新，使得外参模型与相机当前的位姿相匹配，消除了相机的抖动对外参模型的影响，然后通过更新后的外参模型进行相邻图像的点云拼接，消除外参变化带来的拼接误差，提高重建精度。

附图说明

图1是本发明提供的环形扫描形貌三维重建方法一实施方式的流程图；