[发明专利]一种基于光流法的高精度形貌重建方法、设备及装置

权利要求书

1.一种基于光流法的高精度形貌重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、控制深度相机按照预设轨迹运动到第一位置，采集待测物体的图像信息，所述图像信息包括色彩图和深度图；

S2、获取所述深度相机的内参数和外参数；

S3、判断所述第一位置是否为修正点，所述修正点为所述预设轨迹上满足预订条件的位置；

当所述第一位置为修正点时，获取所述深度相机在修正点的位姿；根据所述深度相机的内参数、所述深度相机在修正点的位姿和图像信息，获取所述修正点的图像点云；利用所述修正点的图像点云与其上一帧的图像点云的坐标差计算光流，以使所述修正点的图像点云与其上一帧的图像点云拼接；

当所述第一位置为非修正点时，根据所述深度相机的内参数和外参数进行坐标系转换，获取非修正点的图像点云，利用光流法计算光流，以使所述非修正点的图像点云与其上一帧的图像点云拼接；

S4、判断待测物体是否扫描完成，如果是，则输出拼接完的图像点云得到三维模型，否则按照预设轨迹运动到下一位置进行图像采集，并重复步骤S1至S3。

2.根据权利要求1所述的基于光流法的高精度形貌重建方法，其特征在于，步骤S3中，所述满足预定条件的位置为所述预设轨迹上间隔相同角度或相同长度的位置。

3.根据权利要求2所述的基于光流法的高精度形貌重建方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述根据所述深度相机的内参数、所述深度相机在修正点的位姿和图像信息，获取所述修正点的图像点云的步骤，包括：

根据所述深度相机的内参数和所述深度相机在修正点的位姿，计算出所述深度相机在修正点的色彩图的各个像素点在世界坐标系中的二维坐标；

根据所述深度相机在修正点的色彩图的各个像素点在世界坐标系中的二维坐标以及与修正点的色彩图对应的深度图，获取修正点的图像点云。

4.根据权利要求3所述的基于光流法的高精度形貌重建方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述利用所述修正点的图像点云与其上一帧的图像点云的坐标差计算光流，以使所述修正点的图像点云与其上一帧的图像点云拼接的步骤，包括：

计算出所述修正点的图像点云与其上一帧的图像点云的坐标差；

计算出所述修正点的图像与其上一帧的图像采集的时刻差；

根据所述坐标差和时刻差计算出所述修正点的图像与其上一帧图像之间的光流，以匹配所述修正点的图像点云与其上一帧的图像点云；

根据匹配结果将所述修正点的图像点云与其上一帧的图像点云进行点云拼接。

5.根据权利要求1所述的基于光流法的高精度形貌重建方法，其特征在于，步骤S3中，所述当所述第一位置为非修正点时，根据所述深度相机的内参数和外参数进行坐标系转换，获取非修正点的图像点云的步骤，包括：

根据非修正点的图像获取非修正点的图像中的色彩图的每个像素点对应的深度信息；

获取非修正点的图像中的色彩图的各个像素点在像素坐标系中的二维坐标；

利用非修正点的图像中的色彩图的像素点的深度信息、在像素坐标系中的二维坐标以及所述深度相机的内参数和外参数，进行像素坐标系和世界坐标系之间的转换，获取非修正点的图像的图像点云。

6.根据权利要求5所述的基于光流法的高精度形貌重建方法，其特征在于，步骤S3中，所述利用光流法计算光流，以使非修正点的图像点云与其上一帧的图像点云拼接的步骤包括：

采用LK光流法追踪非修正点的图像与其上一帧图像之间的光流，以匹配非修正点的图像点云与其相上一帧的图像点云；

根据匹配结果将非修正点的图像点云与其上一帧的图像点云进行点云拼接。

7.根据权利要求1所述的基于光流法的高精度形貌重建方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用贪婪投影三角化算法对拼接获得的点云模型进行三角化处理得到三维重建模型；

对获得的三维重建模型进行渲染贴图以获得具有纹理信息的三维重建模型。