[发明专利]关键帧图像的采集方法、装置、系统和三维重建方法

权利要求书

1.一种关键帧图像的采集方法，包括：

根据图像获取设备在当前拍摄位置获取的目标物体的多帧深度图像和所述图像获取设备的内部参数，确定所述目标物体的点云数据；

根据所述目标物体的点云数据的位置信息、所述图像获取设备的内部参数和在当前拍摄位置的外部参数，建立能够包围所述目标物体的三维模型，所述三维模型的表面被划分为多个网格，每一个网格对应一个拍摄位置；

根据各拍摄位置对应的网格、在各拍摄位置获取的多帧深度图像的拍摄位置和拍摄方向，在所述各拍摄位置的多帧深度图像中确定所述目标物体在相应的拍摄位置的关键帧图像。

2.根据权利要求1所述的采集方法，其中，所述建立能够包围所述目标物体的三维模型包括：

根据所述图像获取设备的内部参数，计算所述三维模型从三维坐标系到二维坐标系的投影矩阵；

根据所述投影矩阵、各网格的顶点的位置信息、所述图像获取设备在所述各网格对应的拍摄位置的外部参数，建立所述三维模型。

3.根据权利要求1所述的采集方法，其中，所述建立能够包围所述目标物体的三维模型包括：

根据所述目标物体的点云数据进行平面拟合，确定所述目标物体所在的平面；

根据所述目标物体在所述平面上的位置，建立所述三维模型。

4.根据权利要求3所述的采集方法，其中，所述根据所述目标物体在所述平面模型上的位置，建立所述三维模型包括：

所述根据所述目标物体在所述平面模型上的位置，确定圆心位置；

根据所述圆心位置，在所述平面模型上建立三维半球模型作为所述三维模型。

5.根据权利要求1所述的采集方法，其中，所述在所述各拍摄位置的多帧深度图像中确定所述目标物体在相应的拍摄位置的关键帧图像包括：

根据所述当前拍摄位置的多帧深度图像的第一射线、第二射线、所述当前拍摄位置对应的网格位置，确定所述当前拍摄位置的关键帧图像，

所述第一射线指向所述图像获取设备在所述当前拍摄位置的拍摄方向，

所述第二射线为以所述图像获取设备在世界坐标系的位置为起点，指向所述三维模型在所述目标物体所在平面的中心点的射线。

6.根据权利要求5所述的采集方法，其中，所述根据所述当前拍摄位置的多帧深度图像的第一射线、第二射线、所述当前拍摄位置对应的网格位置，确定所述当前拍摄位置的关键帧图像包括：

在所述当前拍摄位置的某帧深度图像的第一射线、第二射线均穿过所述当前拍摄位置对应的网格的情况下，将该帧深度图像确定为所述当前拍摄位置的候选图像；

根据各候选图像的清晰程度，在所述各候选图像中确定所述当前拍摄位置的关键帧图像。

7.根据权利要求6所述的采集方法，其中，所述根据各候选图像的清晰程度，在所述各候选图像中确定所述当前拍摄位置的关键帧图像包括：

利用边缘检测算子，计算所述各候选图像的边缘特征信息；

根据各边缘特征信息的统计特征，确定所述各候选图像的清晰度。

8.根据权利要求6所述的采集方法，其中，所述在所述各拍摄位置的多帧深度图像中确定所述目标物体在相应的拍摄位置的关键帧图像包括：

在存在清晰度大于阈值的候选图像的情况下，将相应的各候选图像确定为各关键帧图像，以所述图像获取设备的下一拍摄位置为当前拍摄位置，在该当前拍摄位置的多帧深度图像中确定相应的关键帧图像；

在不存在清晰度大于阈值的候选图像的情况下，在当前拍摄位置再次获取多帧深度图像，直到存在清晰度大于阈值的候选图像。

9.根据权利要求5所述的采集方法，其中，

所述图像获取设备在世界坐标系的位置和拍摄方向根据所述图像获取设备在所述当前拍摄位置的外部参数计算。