[发明专利]一种基于消费级RGBD相机模组的成像系统

说明书

本发明提供一种基于消费级RGBD相机模组的成像系统，包括传感器成像阵列、传感器成像模块；传感器成像阵列包括至少四个RGBD相机模组；其中，相邻的RGBD相机模组的采集视角存在重叠；传感器成像模块将传感器成像阵列采集的图像进行处理。本发明通过多个消费级的RGBD相机而形成的传感器成像阵列相对精度满足大视角场景的精度需求。且图像处理方法中先采用基于冗余信息的多相机标定，充分利用冗余信息，通过全局优化外部参数，计算得到全局最优方位参数，有效减少了分步标定造成的累计误差。在自适应拼接中将三维拼接问题转化为二维图像匹配问题，根据二维图像匹配实现三维对应点的查找，并利用视角间的对应特征点实现三维数据拼接。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，具体涉及一种基于消费级RGBD相机模组的成像系统。

背景技术

现有技术中针对大视角的三维扫描采集多直接大视角的高精度设备进行离散式采集，例如三维扫描仪静态扫描、激光跟踪仪等。该专业级设备，成本昂贵，运用在大视野或规模化复杂场景中，需要采用高成本单元进行多次测量，在多次测量中需要利用辅助装置，例如高性能惯性制导单元、激光跟踪仪等。且在测量时需要调整扫描参数以满足配准的最低要求，尤其是采用特征点的配准，需要至少三个控制标靶重合依此满足点云的配准。

整个过程需要花费极大的人力物力，且效率低下、适应性差。因此需要提供一种新的成像系统来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于消费级RGBD相机模组的成像系统。

本发明的技术方案概述如下：

一方面，本发明提供一种基于消费级RGBD相机模组的成像系统，包括传感器成像阵列、传感器成像模块；所述传感器成像阵列包括至少四个RGBD相机模组，每个所述RGBD相机模组包括深度相机和彩色相机；其中，相邻的RGBD相机模组的采集视角存在重叠；所述传感器成像模块将所述传感器成像阵列采集的图像进行处理。

进一步地，所述传感器成像模块包括处理单元；所述处理单元被配置成采用图像处理方法对所述传感器成像阵列采集的图像进行处理。

进一步地，所述图像处理方法至少包括多相机的系统标定、自适应拼接及三维立体重建；其中，所述多相机的系统标定，用于完成多个RGBD相机模组采集的图像与被测目标的三维信息的映射关系。

进一步地，所述传感器成像模块包括传感采集控制器；所述传感器成像阵列接收的反射光经连续波调制后送至所述传感采集控制器。

进一步地，所述成像系统还包括通讯模块，所述传感采集控制器通过通讯模块与服务器进行数据交互，将传感采集控制器解算出的相位差、反射光强度上传至服务器；所述传感采集控制器接收工作站服务器的控制指令实现控制同步，对参数进行配置。

进一步地，所述传感器成像模块还包括温度传感器，所述温度传感器与传感采集控制器通过IC接口实现数据通信，用来校准温度引起的相位差偏移。

进一步地，所述多相机的系统标定采用基于冗余信息的多目视觉系统标定技术进行标定。

进一步地，所述多相机的系统标定包括：

确定标定件框架上参考点的位置及绝对坐标系，计算每个相机相对于绝对坐标系的外部参数矩阵；

使用标定件框架获得分离固定式方位参数；

利用多相机冗余信息全局优化外部参数矩阵中的旋转矩阵和平移矩阵，并通过刚体变换获得最终相机内外方位参数。

进一步地，所述自适应拼接采用基于多源图像特征匹配进行自适应拼接。

进一步地，所述自适应拼接包括：

基于至少四个RGBD相机中的二维图像得到图像曲面信息；