[发明专利]基于运动机构的三维物体建模系统

摘要

本发明个公开了一种基于运动机构的三维物体建模系统，包括彩色深度视觉相机、三自由度以上的运动机构、图像数据采集传输装置、包含有视觉软件运行的系统环境的主控计算机、和外接显示屏，运动机构固定在工作平台上，能够实现围绕物体进行运动，本发明的最大特点在于能对目标物体进行连续采样和分析，通过多幅RGB图像和深度图像以及对应相机的位姿，得到其三维模型。通过运动机构将相机运动到指定位置，能够减少位姿计算误差，可以有效提高对物体建模的准确性，从而可以更科学地推广到其它运行项目及民用、军工等类似场景。

主权项

1.一种基于运动机构的三维物体建模系统，其特征在于，包括一个彩色深度视觉相机(1)、三自由度以上的运动机构(2)、图像数据采集传输装置(3)、包含有视觉软件运行的系统环境的主控计算机(4)和外接显示屏(6)，所述的运动机构(2)固定在工作平台上，能够实现围绕物体进行运动；所述的彩色深度视觉相机(1)固定在运动机构(2)末端，通过运动机构(2)的运动使其围绕着目标物体进行彩色深度图像的采集；所述的彩色深度视觉相机(1)通过数据线与图像数据采集卡相连；所述的图像数据采集传输装置(3)的图像数据采集卡通过包含有视觉软件运行的系统环境的主控计算机(4)总线，将采集到的数据传送到包含有视觉软件运行的系统环境的主控计算机(4)进行处理；处理结果输出到包含有视觉软件运行的系统环境的主控计算机(4)的外接显示屏(6)上进行显示，所述的基于运动机构的三维物体建模系统的运行方法具体步骤如下：1)、搭建硬件系统，半自动标定彩色深度视觉相机(1)内外参数；2)、运动机构(2)按照规划轨迹将相机运动到指定位置，对目标物体进行拍照采样；3)、通过运动机构(2)末端搭载的彩色深度视觉相机(1)获取待建模物体的RGB图像和深度图像，结合运动机构(2)的运动信息和相机位姿参数，实现物体三维空间姿态信息还原；4)、多帧信息拼接将得到的三维点云和物体三维空间姿态相结合，实现点云的融合，直到完成运动轨迹序列或者获得完整模型，得到物体的三维模型；5)、将处理得到的物体的SIFT三维点云图和三维深度点云图输入到外接显示屏(6)；所述的包含有视觉软件运行的系统环境的主控计算机(4)包括如下模块：运动机构(2)在线规划和控制模块、图像采集模块、图像处理模块、三维数据融合模块和显示模块，所述的运动机构(2)在线规划和控制模块能依据模型精度对运动机构(2)的轨迹进行在线规划和控制；所述的图像采集模块能实现对物体的RGB图像和深度图像的采集；所述的图像处理模块能将RGB图像进行特征点匹配，计算出对应点的三维坐标，并能将深度信息转化为三维点云；所述的三维数据融合模块可依据相机位姿，将所有三维点统一到同一坐标下，构建出目标物体的三维模型；所述的显示模块能实现物体的三维显示；所述的三维物体的信息分为三维点云信息和SIFT特征信息，三维点云信息从物体外形完成对物体的三维描述，SIFT特征信息是从细节特征对物体进行三维描述，将整体信息和细节信息进行结合，得到了待建模物体的完整三维信息。