[发明专利]一种从物体图形自动建立三维模型的方法

权利要求书

1.一种从物体图形自动建立三维模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：建立目标物体的三维坐标，选取所述目标物体的多个视角；在各个视角，对目标物体进行拍摄，根据拍摄的原始深度图像和对应的原始彩色图像，生成目标物体的深度图像；

步骤S2：对每个视角的深度图像进行格栅化取点，生成当前视角下的深度点位数组；

步骤S3：把所述目标物体的多个视角下的深度点位数组，进行拟合，生成三维点云数据；

步骤S4：将三维点云数据生成网格，经渲染生成目标物体的三维模型。

2.如权利要求1所述的从物体图形自动建立三维模型的方法，其特征在于，所述步骤S1的实现方法为：

步骤S11：建立目标物体的三维坐标，选取所述目标物体的多个视角；

步骤S12：获取目标物体在同一视角下的原始彩色图像和原始深度图像；

步骤S13：根据所述原始彩色图像提取目标物体的轮廓，采用所述轮廓对所述原始深度图像进行掩膜处理，获得目标物体的深度图像。

3.如权利要求2所述的从物体图形自动建立三维模型的方法，其特征在于，所述步骤S12的实现方法为：

设置平面背景；将目标物体放置于所述背景前方，且所述目标物体与所述背景有一定的距离间隔；将彩色-深度相机垂直所述背景设置，获取目标物体在同一视角下的原始深度图像和原始彩色图像。

4.如权利要求2所述的从物体图形自动建立三维模型的方法，其特征在于，所述步骤S13的实现方法为：

将所述原始彩色图像转换成灰度图；通过二阶高斯滤波函数对灰度图进行自适应阈值处理；对二值化的灰度图进行形态学闭操作，去除图像中微小的无关元素；根据灰度图形态学闭操作的结果提取物体的轮廓。

5.如权利要求1所述的从物体图形自动建立三维模型的方法，其特征在于，所述步骤S2的实现方法为：

在空间建立深度相机坐标系，以深度相机所在的空间位置为所述深度相机坐标系的坐标原点，以所述深度相机采集的深度图像上各像素的灰度值表示所述像素对应的点与所述坐标原点的距离，即以所述像素的灰度值表示所述像素对应的点的深度信息；

对每个视角的深度图像按设定的行像素间距和列像素间距进行格栅化，并在每个格栅内进行取点，将取样点的深度信息存入深度点位数组，所述深度点位数组的索引为取样点的行列位置信息。

6.如权利要求1所述的从物体图形自动建立三维模型的方法，其特征在于，所述步骤S3的实现方法为：

首先，在空间中建立参考坐标系；

其次，确定每个深度相机坐标系的坐标原点在所述参考坐标系中的坐标，及所述深度相机坐标系和所述参考坐标系三轴的对应关系；

最后，根据所述深度相机坐标系的坐标原点在所述参考坐标系中的坐标，及所述深度相机坐标系和所述参考坐标系三轴的对应关系，进行坐标转换，计算得到每一个点云数据在所述参考坐标系中的唯一坐标值，完成三维点云数据的归一化处理。

7.如权利要求1所述的从物体图形自动建立三维模型的方法，其特征在于，所述步骤S4的实现方法包括：(1)将所述三维点云数据导入到建模软件中自动生成物体的三维模型；(2)抽取图像特征建立模型索引在模型库进行匹配搜索；(3)通过unity平台生成三维模型。

8.如权利要求7所述的从物体图形自动建立三维模型的方法，其特征在于，所述步骤S4中的建模软件为AutoCAD、3DMAX、ArcGIS或Maya。