[发明专利]一种将二维图像信息进行三维重建的方法和设备

权利要求书

1.一种将二维图像信息进行三维重建的方法，其特征在于，该方法包括：

确定取景设备在拍摄二维图像过程中的位置参数和硬件参数、以及用取景设备拍摄的二维图像上的本征点信息；

根据确定的位置参数、硬件参数和本征点信息确定用于表征取景设备拍摄的二维图像与三维物体之间对应关系的映射矩阵；

根据确定的映射矩阵，将所述用取景设备拍摄的二维图像上的与物体相关的像素点转换为三维坐标中的坐标点；

根据转换得到的三维坐标中的各个坐标点，确定用取景设备拍摄的二维图像对应的三维物体信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定取景设备在拍摄二维图像过程中的位置参数和硬件参数，具体包括：

确定取景设备在拍摄二维图像过程中的多组位置参数和硬件参数；

从确定的多组位置参数和硬件参数中选择一组位置参数和硬件参数；

将选择的一组位置参数和硬件参数作为取景设备在拍摄二维图像过程中的位置参数和硬件参数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，从确定的多组位置参数和硬件参数中选择一组位置参数和硬件参数，包括：

针对每一组位置参数和硬件参数，分别确定任意两个标定点在所述二维图像上分别对应的像素点在三维坐标系中的坐标点；并

确定三维坐标系中的坐标点对应的两个点在三维坐标系中的距离和两个标定点之间的实际物理距离的误差值；

将对应最小误差值的一组位置参数和硬件参数作为选择的一组位置参数和硬件参数。

4.如权利要求1~3任一所述的方法，其特征在于，所述取景设备在拍摄二维图像过程中的位置参数包括：

所述取景设备绕X轴旋转角度，所述取景设备绕Y轴旋转角度，所述取景设备绕Z轴旋转角度以及所述取景设备距离地面的高度，其中，X轴、Y轴与Z轴构成左手坐标系；

所述取景设备在拍摄二维图像过程中的硬件参数包括：取景设备的焦距和畸变系数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，确定用于表征取景设备拍摄的二维图像与三维物体之间对应关系的映射矩阵，具体包括：

根据所述二维图像的本征点信息、畸变系数以及取景设备的焦距，确定内部参数矩阵；以及

根据取景设备绕X轴旋转角度，取景设备绕Y轴旋转角度以及取景设备绕Z轴旋转角度，确定旋转矩阵；

根据确定的内部参数矩阵、旋转矩阵以及取景设备距离地面的高度，确定用于表征取景设备拍摄的二维图像与三维物体之间对应关系的映射矩阵。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据确定的映射矩阵，基于下述公式将所述用取景设备拍摄的二维图像上的与物体相关的像素点转换为三维坐标中的坐标点：

αuv1=PXYZ1]]>

其中，(u,v)表示二维图像上像素点的坐标；(X,Y,Z)表示三维坐标系中对应的坐标；α是一个任意常数；P表示映射矩阵。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述取景设备绕Z轴旋转角度等于灭线vanishing line相对于水平方向的倾角；

其中，灭线是指三维坐标系中选取的标定点所在的参考平面上的所有平行线经过透视之后在二维平面上的交点构成的直线。