[发明专利]一种三维成像系统及三维图像构建方法

权利要求书

1.一种三维成像系统，其特征在于，包括：

双摄像头模组，用于同时拍摄目标成像对象；

图像处理模块，用于根据所述双摄像头模组拍摄的图像信息进行参数标定和参数矫正，并根据标定的参数及校正后的标定的参数构建三维图像；

图像处理控制模块，用于触发所述图像处理模块开始进行图像处理；

图像显示模块，与所述图像处理控制模块的输出端连接，用于接收并显示经过所述图像处理模块处理的三维图像；

其中，所述双摄像头模组固定在同一平面上，并与所述图像处理模块、图像处理控制模块集成于同一电路板上。

2.根据权利要求1所述的三维成像系统，其特征在于，所述图像处理控制模块包括电源单元，时钟单元，输入单元，输出单元，其中，

电源单元，用于为所述图像处理模块提供电压；

触发单元，用于接收触发信号以触发所述图像处理模块开始进行图像处理；

输入单元，用于接收所述图像处理模块输出的数据；

输出单元，用于将所接收的数据输出到图像显示模块。

3.根据权利要求1所述的三维成像系统，其特征在于，所述图像处理模块的功能由图像信号处理芯片实现。

4.根据权利要求1所述的三维成像系统，其特征在于，所述图像处理控制模块的功能由现场可编程门阵列电路实现。

5.一种三维图像构建方法，其特征在于，包括：

分别获取左侧摄像头模组所拍摄的棋盘格的第一图像和右侧摄像头模组所拍摄的棋盘格的第二图像；

分别根据第一图像和第二图像对左侧摄像头模组和右侧摄像头模组各自的内参和外参进行标定；

根据所述标定后的内参和外参进行立体标定，以确定左侧摄像头模组与右侧摄像头模组之间相对的平移向量和旋转矩阵；

根据第一图像、第二图像、标定后的内参和外参、平移向量和旋转矩阵，对左侧摄像头模组和右侧摄像头模组各自标定后的内参和外参进行立体校正；

根据标定的内参和外参及立体校正后的内参和外参对左侧摄像头模组和右侧摄像头模组拍摄的图像构建目标成像对象的三维图像。

6.根据权利要求5所述的三维图像构建方法，其特征在于，分别根据第一图像和第二图像对左侧摄像头模组和右侧摄像头模组各自的内参和外参进行标定，包括：

根据第一图像标定左侧摄像头模组的第一内参数矩阵、第一旋转矩阵、第一平移向量和第一畸变参数，根据第二图像标定右侧摄像头模组的第二内参数矩阵、第二旋转矩阵、第二平移向量和第二畸变参数。

7.根据权利要求6所述的三维图像构建方法，其特征在于，根据所述标定后的内参和外参进行立体标定，以确定左侧摄像头模组与右侧摄像头模组之间相对的平移向量和旋转矩阵，包括：

根据第一平移向量、第二平移向量、第一旋转矩阵和第二旋转矩阵进行立体标定，以确定左侧摄像头模组与右侧摄像头模组之间相对的平移向量和旋转矩阵。

8.根据权利要求7所述的三维图像构建方法，其特征在于，根据第一图像、第二图像、标定后的内参和外参、平移向量和旋转矩阵，对左侧摄像头模组和右侧摄像头模组各自标定后的内参和外参进行立体校正，包括：

利用第一畸变参数、第一内参数矩阵对第一内参数矩阵中的焦距进行校正，利用第二畸变参数、第二内参数矩阵对第二内参数矩阵中的焦距进行校正，以保证左侧、右侧摄像头模组的物、像放大率一致；

利用第一图像四个边界点、平移向量、旋转矩阵、第一内参数矩阵和第一内参数矩阵中校正后的焦距对第一内参数矩阵中主点坐标进行校正，利用第二图像四个边界点、平移向量、旋转矩阵、第二内参数矩阵和第二内参数矩阵中校正后的焦距对第二内参数矩阵中主点坐标进行校正；根据平移向量和旋转矩阵对第一平移向量、第二平移向量、第一旋转矩阵和第二旋转矩阵进行校正。

9.根据权利要求8所述的三维图像构建方法，其特征在于，所述主点为摄像头模组的镜头光轴与成像平面的交点。