[发明专利]高反光运动物体的三维重建方法、装置及电子设备

说明书

本申请提供了一种高反光运动物体的三维重建方法、装置及电子设备，方法包括：获取目标高反光运动物体在正弦光栅照射下生成的多个不同相移的图像；从多个不同相移的图像中筛选不存在反光情况的目标图像；基于多个目标图像的相移步数和图像光强，构建目标高反光运动物体对应的目标系数矩阵和目标光强矩阵；根据所述目标系数矩阵、所述目标光强矩阵，对所述目标高反光运动物体进行三维重建。本申请能够对高反光运动物体进行精准地重建。

技术领域

本申请涉及三维重建技术领域，尤其是涉及一种高反光运动物体的三维重建方法、装置及电子设备。

背景技术

光学三维测量技术具有快速、非接触式等优点，广泛应用于工业制造，医学，娱乐，机器人技术等领域。相移轮廓术(Phase Shifting Profilometry,PSP)在三维重建中引起了广泛的研究兴趣。目前基于PSP实现高反光运动物体的三维成像方法中，由于物体表面为高反光材质，在运动过程中拍到的图片部分区域会过曝光，因此无法得到有效的图片强度，就需要舍弃当前过曝光的这一步，但是，如果直接舍弃这一步，在传统的PSP算法中会造成比较大的误差，不能对高反光运动物体进行精准地重建。

发明内容

本申请的目的在于提供一种高反光运动物体的三维重建方法、装置及电子设备，能够对高反光运动物体进行精准地重建。

第一方面，本申请实施例提供一种高反光运动物体的三维重建方法，方法包括：获取目标高反光运动物体在正弦光栅照射下生成的多个不同相移的图像；从多个不同相移的图像中筛选不存在反光情况的目标图像；基于多个目标图像的相移步数和图像光强，构建目标高反光运动物体对应的目标系数矩阵和目标光强矩阵；根据目标系数矩阵、目标光强矩阵，对目标高反光运动物体进行三维重建。

在本申请较佳的实施方式中，上述根据目标系数矩阵、目标光强矩阵，对目标高反光运动物体进行三维重建的步骤，包括：根据目标系数矩阵、目标光强矩阵及预设公式，计算第一参数和第二参数；预设公式如下：

C_(N×3)X_(3×1)＝I_(N×1)；

其中，C_(N×3)表示系数矩阵；I_(N×1)表示光强矩阵；N表示相移步数；A(x,y)为背景灰度，B₁(x,y)和B₂(x,y)分别为第一参数和第二参数；

根据第一参数和第二参数，求解目标高反光运动物体的相位，以进行三维重建。

在本申请较佳的实施方式中，上述基于多个目标图像的相移步数和图像光强，构建目标高反光运动物体对应的目标系数矩阵和目标光强矩阵的步骤，包括：获取目标高反光运动物体的运动偏移量矩阵；根据多个目标图像对应的相移步数和运动偏移量矩阵，构建目标系数矩阵；基于每个目标图像对应的图像光强，构建目标光强矩阵。

在本申请较佳的实施方式中，上述获取目标高反光运动物体的运动偏移量矩阵的步骤，包括：获取目标高反光运动物体的旋转矩阵和平移向量；基于旋转矩阵和平移向量，确定目标高反光运动物体的运动偏移量矩阵；运动偏移量矩阵中包括每个目标图像对应的运动偏移量。

在本申请较佳的实施方式中，上述根据多个目标图像对应的相移步数和运动偏移量矩阵，构建目标系数矩阵的步骤，包括：将多个目标图像对应的相移步数和每个目标图像对应的运动偏移量代入静止物体对应的预设系数矩阵，得到目标系数矩阵。

在本申请较佳的实施方式中，上述将多个目标图像对应的相移步数和每个目标图像对应的运动偏移量代入静止物体对应的预设系数矩阵，得到目标系数矩阵的步骤，包括：根据下式确定目标系数矩阵：

其中，