[发明专利]一种三维成像系统及三维图像构建方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及图像处理技术，尤其涉及一种三维成像系统及三维图像构建方法。

背景技术

目前的三维成像系统，大部分由两个摄像机模组组成，也可由单个摄像机模组构成。对于由两个摄像机模组组成的系统，在两个摄像机固定后，相对位置不能发生变化。在成像过程中，首先要对两个摄像机模组进行参数标定，获取两个摄像机的内参数矩阵A和外参数R、T。用该成像系统对任意场景进行拍摄，利用标定参数对拍摄的两幅图片进行特征匹配、深度计算得到图像中不同像点的深度信息，最终构建并显示三维图像。

但是，当前的三维成像系统，包括由两个摄像机模组组成的和单个摄像机模组组成的成像系统，体积均比较庞大，不方便携带，不能适用在如可移动设备中，且成本较高，从而限制了其使用范围。此外，在标定摄像机的内参数和外参数后，未对内参数矩阵A和外参数R、T进行校正，导致最后计算出来的深度信息存在很大误差，限制了其使用性。

发明内容

本发明实施例提供一种三维成像系统及三维图像构建方法，以实现三维成像系统的小型化，便于携带，扩大了三维成像系统的适用范围，使三维坐标计算更加准确，提高了三维重构的准确率。

第一方面，本发明实施例提供了一种三维成像系统，该系统包括：

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。

第二方面，本发明实施例还提供了一种三维图像构建方法，该方法包括：

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。

本发明实施例通过将双摄像头模组、图像处理模块、图像处理控制模块集成于同一个电路板上，缩小了双摄像头三维成像系统的体积，扩大了其使用范围，降低了制造成本，此外图像处理模块还可以对标定参数进行校正，利用校正后的参数构建三维图像，解决了深度信息误差大的问题，能够获得立体效果更佳的三维图像。

附图说明

图1是本发明实施例一中的三维成像系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一中的双摄像头模组固定在同一平面上与图像处理模块、图像处理控制模块集成于同一电路板的实物图；

图3是本发明实施例二中的三维图像构建方法的流程图；

图4是本发明实施例二中的棋盘格实物图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的三维成像系统的结构示意图，本实施例可适用于获取三维图像的情况。如图1所示，该三维成像系统具体包括：

双摄像头模组110，用于同时拍摄目标成像对象。

其中，一个摄像头模组包含一个摄像头及成像传感器，一个摄像头由多个镜头组成。在本系统中采用了两个摄像头模组来代替传统三维成像系统中的呈一定角度放置的两个摄像机，且两个摄像头模组固定于同一平面上，当需要拍摄获得三维图像时，由双摄像头模组同时对成像对象进行拍摄，获得两个不同的图像，再对这两个图像进行处理得到最终的三维图像。

图像处理模块120，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。