[发明专利]用于生成物体的3D重建的方法和设备

说明书

本发明涉及生成物体的3D重建（62）。这包括：照射所述物体，捕捉关于所述物体的图像数据；以及根据所述图像数据来计算所述物体的3D重建（62）。根据本发明，所述图像数据包括第一图像数据和第二图像数据，其中，所述第一图像数据是在用照射光照射所述物体（12）时捕捉到的，所述照射光的至少一部分关于物体成像束路径而言是照射所述物体的反射光，其中，所述第二图像数据是从不同的记录方向用照射光捕捉到的，其至少一部分沿所述物体成像束路径被引导，并且其中，所述物体的3D重建（62）是根据所述第一图像数据和所述第二图像数据来计算的。

技术领域

本发明涉及一种用于生成物体的3D重建的方法，所述方法包括：照射所述物体，捕捉关于所述物体的图像数据，根据所述图像数据来计算所述物体的3D重建，其中，所述图像数据包括第一图像数据和第二图像数据，并且其中，所述第一图像数据是在用照射光来照射所述物体时从不同的记录方向捕捉到的，所述照射光的至少一部分关于物体成像束路径而言是照射所述物体的反射光。本发明还涉及一种用于生成物体的3D重建的设备，所述设备包括：用于用照射光来照射所述物体的装置，用于捕捉关于所述物体的图像数据的装置，以及根据所捕捉的图像数据来计算所述物体的3D重建的装置，其中，所捕捉的图像数据包括第一图像数据和第二图像数据，并且其中，所述第一图像数据是在用照射光来照射所述物体时从不同的记录方向捕捉到的，所述照射光的至少一部分关于物体成像束路径而言是照射所述物体的反射光。此外，本发明涉及一种计算机程序。

背景技术

在刘振(Zhen,Liu)等人的“ANovel Stereo Vision Measurement System UsingBoth Line Scan Camera and Frame Camera[使用线扫描相机和帧相机两者的新颖立体视觉测量系统]”中，已经描述了开篇所阐述类型的方法和设备。该文献建议同时捕捉表面的灰度值图像和工件的深度图像。当捕捉深度图像时，用激光以反射光配置来照射工件，并通过单帧相机和线相机从不同的记录位置进行记录。因此，根据所捕捉的图像数据，通过三角测量在所谓的立体模型中计算工件的3D坐标。为此，基于这两个相机的校准信息，针对用线相机记录的像素p_l来确定外极线l_r，属于所述像素p_l的3D点P位于所述外极线上。接着，将这条外极线l_r投影到单帧相机的记录中，其中，属于3D点P的像素必须位于单帧相机的像平面中的投影外极线上。于是在单帧相机的记录中，用激光照射工件产生了细线，所述细线是工件一部分的图像表示。随后，通过分析单帧相机记录中的沿着投影外极线的灰度值曲线来确定具有最大灰度值的像素p_r。然后，将3D点P的坐标显示为具有点p_l的外极线l_r与具有点p_r的外极线的交点。

US 9,357,204 B2披露了通过将一副眼镜布置在旋转的旋转板上并且随之一起在多个图像捕捉装置前方移动来创建对这副眼镜的3D重建，每个图像捕捉装置被实施为相机。在过程中，以不同的视角来记录这副眼镜的图像，每个视角都示出这副眼镜的剪影。接着，计算机单元根据这些图像来计算关于这幅眼镜的3D重建。

DE 10 2018 209 570 A1(已公开并且根据EPC第54条第3款仅形成现有技术)说明了通过将物体相对于图像捕捉装置移位并且在与物体一起的不同位置进行记录来确定物体的3D重建。在此情况下，基于编码功能和解码功能，将所捕捉的图像投影到三维栅格后置滤波器上，所述栅格的值表示3D重建。

通过摄影测量法为物体提供3D重建的可商购3D扫描仪不适用于眼镜和眼镜架的三维测量，因为眼镜和眼镜架具有非常薄且部分反射的结构。为了能够通过结构光投射来测量眼镜和眼镜镜片，这些部件通常必须设有例如通过喷涂来施加的表面涂层。通过激光线扫描对物体进行准确测量需要提供高功率激光辐射和高分辨率相机，这有助于以很大的亮度差异来捕捉图像。

发明内容

本发明的目的是促进对物体的更准确3D重建，所述物体还可以具有至少部分地对光透明的区段、至少部分地反射所述光的区段、或发光的区段。