[发明专利]基于大景深的高精度三维重建方法、装置及其相关组件

权利要求书

1.一种基于大景深的高精度三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

对大景深测量场景进行区域划分；

利用三维测量系统对划分出的每一个区域进行双目视觉立体标定，得到标定数据；其中，所述三维测量系统包括成像装置和投影装置；

在不同区域内利用投影装置向处于不同位置时的平面平板投射指定图案，并通过成像装置采集所述平面平板在不同位置时的平板图像，计算得到所述平面平板在不同位置时的绝对相位分布图，并根据所述标定数据计算得到所述平面平板在不同位置时的三维信息；

在每一个区域内，获取所述成像装置每一个像素点在所述平面平板的绝对相位分布图中的绝对相位，并根据每个所述平面平板的三维信息与对应像素点的绝对相位之间的映射关系建立对应区域的三维映射系数表；

利用投影装置向被测物体投射目标图案，并通过成像装置采集被测物体的目标焦扫图像，并将所述目标焦扫图像进行去模糊处理，得到目标图像并计算所述目标图像的绝对相位分布图；

获取所述目标图像每一个像素点在所述目标图像的绝对相位分布图的绝对相位，并根据所述绝对相位所属区域在对应区域的三维映射系数表中查找对应的三维映射系数，利用所述三维映射系数计算得到对应的空间三维点坐标；

所述利用投影装置向被测物体投射目标图案，并通过成像装置采集被测物体的目标焦扫图像，并将所述目标焦扫图像进行去模糊处理，得到目标图像并计算所述目标图像的绝对相位分布图，包括：

将所述目标焦扫图像输入至积分点扩散函数进行解卷积操作，得到去模糊处理后的目标图像；

所述积分点扩散函数的计算公式如下：

其中，r为物点成像在成像装置传感器平面上的弥散圆中心的距离；b₀为控制电子变焦透镜的电流值在0时刻，物点成像在成像装置传感器平面上的弥散圆直径；b₁为物点聚焦在成像装置传感器平面上的光斑直径；b₂为控制电子变焦透镜的电流值在半个周期T时刻，物点成像在成像装置传感器平面上的弥散圆直径；C₁和C₂为两个常量。

2.根据权利要求1所述的基于大景深的高精度三维重建方法，其特征在于，所述对大景深测量场景进行区域划分之后，包括：

利用标定算法对所述成像装置和投影装置的位置进行标定；

获取所述成像装置的变焦镜头测量所述大景深测量场景的总控制电流最大值与最小值，以及所述成像装置的变焦镜头聚焦于每一个区域的中心位置时对应的区域控制电流值，并记录所述总控制电流最大值与最小值以及每一区域对应的区域控制电流值。

3.根据权利要求1所述的基于大景深的高精度三维重建方法，其特征在于，所述利用三维测量系统对划分出的每一个区域进行双目视觉立体标定，得到标定数据，包括：

以所述成像装置的光心为原点，并以所述成像装置的光轴为Z轴，建立成像装置坐标系；以所述投影装置的光心为原点，并以所述投影装置的光轴为Z轴，建立投影装置坐标系；

利用双目视觉立体标定算法获取所述成像装置的内在参数与成像装置坐标系之间的转换关系以及所述投影装置的内在参数与所述投影装置坐标系的转换关系，并计算所述成像装置坐标系与投影装置坐标系的转换关系，得到标定数据。