[发明专利]三维重建及相关交互、测量方法和相关装置、设备

说明书

本申请公开了一种三维重建及相关交互、测量方法和相关装置、设备，其中，三维重建方法包括获取摄像器件扫描待重建目标得到的多帧待处理图像；利用每帧待处理图像和摄像器件的标定参数，确定每帧待处理图像属于待重建目标的目标像素点及其相机位姿参数；依次将各帧待处理图像的图像数据划分至对应的数据集合；利用数据集合的图像数据及时序位于其之前的数据集合的图像数据和位姿优化参数，确定数据集合的位姿优化参数；利用数据集合的位姿优化参数，对包含于数据集合内的图像数据所属的待处理图像的相机位姿参数进行调整；对待处理图像的图像数据进行重建处理，得到待重建目标的三维模型。上述方案，能够提高三维重建的效果，并降低三维重建的计算负荷。

技术领域

本申请涉及计算机视觉技术领域，特别是涉及一种三维重建及相关交互、测量方法和相关装置、设备。

背景技术

随着信息技术的发展和电子技术水平的提高，人们越来越青睐于使用诸如手机、平板电脑等集成有摄像器件的移动终端对真实场景中的物体进行三维重建，从而利用三维重建得到的三维模型在移动终端实现增强现实(Augmented Reality，AR)、游戏等应用。

然而，由于摄像器件在对真实场景中的物体进行扫描拍摄时，由于从摄像器件获取到的图像带有不同程度的噪声，而目前主流的相机位姿参数求解方法不可避免地会引入一些误差，误差随着扫描拍摄的进行而不断累积，从而影响三维模型的效果，此外，由于整个三维重建过程中，随着扫描拍摄的视野范围的扩大，新拍摄的图像不断融入，计算负荷也逐渐增大。有鉴于此，如何提高三维重建的效果，并降低三维重建的计算负荷成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种三维重建方法及相关装置、设备。

本申请第一方面提供了一种三维重建方法，包括：获取摄像器件扫描待重建目标得到的多帧待处理图像；利用每帧待处理图像和摄像器件的标定参数，确定每帧待处理图像属于待重建目标的目标像素点及其相机位姿参数；按照预设划分策略，依次将各帧待处理图像的图像数据划分至对应的数据集合，其中，图像数据至少包括目标像素点；依次利用各个数据集合的图像数据，及时序位于其之前的数据集合的图像数据和位姿优化参数，确定每一数据集合的位姿优化参数；利用每一数据集合的位姿优化参数，对包含于数据集合内的图像数据所属的待处理图像的相机位姿参数进行调整；利用预设三维重建方式和待处理图像的调整后的相机位姿参数，对待处理图像的图像数据进行重建处理，得到待重建目标的三维模型。

因此，通过摄像器件扫描待重建目标得到的待处理图像和摄像器件的标定参数，确定得到每帧待处理图像属于待重建目标的目标像素点及其相机位姿参数，并按照预设划分策略，依次将各帧待处理图像的图像数据划分至对应的数据集合，从而依次利用各个数据集合的图像数据，及时序位于其之前的数据集合的图像数据和位姿优化参数，确定每一数据集合的位姿优化参数，进而每一数据集合的位姿优化参数都能够基于其之前的数据集合的位姿优化参数来得到确定，故在利用每一数据集合的位姿优化参数对包含于数据集合内的图像数据所属的待处理图像的相机位姿参数进行调整时，有利于消除扫描过程中所累积相机位姿参数的误差，故利用预设三维重建方式和待处理图像的调整后的相机位姿参数，对待处理图像的图像数据进行重建处理，得到的待重建目标的三维模型的效果得以有效提升，且以数据集合为单位进行相机位姿参数的误差消除，能够降低计算量，从而有利于减轻计算负荷。

其中，依次利用各个数据集合的图像数据，及时序位于其之前的数据集合的图像数据和位姿优化参数，确定每一数据集合的位姿优化参数包括：依次将每一数据集合作为当前数据集合，并选取至少一个位于当前数据集合之前的数据集合，作为候选数据集合；利用当前数据集合的图像数据和候选数据集合的图像数据，确定当前数据集合和候选数据集合之间的空间变换参数；至少利用候选数据集合的位姿优化参数，以及当前数据集合与候选数据集合之间的空间变换参数，获得当前数据集合的位姿优化参数，并至少更新候选数据集合的位姿优化参数。