[发明专利]一种三维重建方法、装置及设备

权利要求书

1.一种三维重建方法，其特征在于，所述三维重建方法基于双线结构光三维扫描装置，所述双线结构光三维扫描装置包括支架，固定在所述支架上的两个全景的相机，以及固定在所述支架上且处于两个相机中间位置的两个一字激光发射器，所述三维重建方法包括：

旋转支架，通过所述全景相机采集包括标定板和所述一字激光发射器发射的激光线的图像；

根据所采集的包括标定板的图像，获取所述相机的标定参数；

根据所述相机的标定参数，将相机获取的图像转换为经纬度图像；

根据所述经纬度图像中的激光线，计算左右两个图像的视差；

根据所述视差和所述标定参数，获取图像中的激光线中激光点的三维坐标；

根据所获取的激光点的三维坐标构成三维稀疏点云，根据所述三维稀疏点云生成三维模型。

2.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所采集的包括标定板的图像，获取所述相机的标定参数的步骤包括：

在任意时刻，由两个相机分别拍摄多张包括所述标定板的图片；

通过标定函数或者标定工具对所述相机进行标定，获取所述相机的标定参数，所述标定参数包括内参数和外参数。

3.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述相机的标定参数，将相机获取的图像转换为经纬度图像的步骤包括：

根据所述标定参数中的内参数，通过公式：

将相机获取的图像转换为经纬度图像，其中：p(u,v,s)是球面坐标图像中的一点，L(i,j)(i＝0,1,...,m；j＝0,1,...,n)是经纬度图像中的一点，m,n分别表示经纬展开图像的宽和高，(i/m)π，(j/n)π分别表示极角和方位角。

4.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述经纬度图像中的激光线，计算左右两个图像的视差的步骤包括：

提取左相机图像对应的经纬度图像中的第一激光线，以及右相机图像对应的经纬度图像中的第一激光线；

根据所述第一激光线与第二激光线上的匹配点的差值，计算左右两个图像的视差。

5.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述视差和所述标定参数，获取图像中的激光线中激光点的三维坐标的步骤包括：

根据公式：

计算激光线上的激光点的三维坐标，其中：(f_x,f_y)表示相机的焦距，(c_x,c_y)表示相机的光心偏移，ξ表示新的投影中心C1沿Z轴负方向移动的距离，P(x,y,z)表示世界坐标系下的一点，P2(u,v)表示图像像素坐标系中的一点；d_l表示P点到左相机的距离，d_r表示点P到右相机的距离，点P到左球面中心的连线与左右球面坐标系中x轴所形成的角度分别为θ_l和θ_r，f_s是极平面与球面切割所形成的圆面的半径，d_s表示视差，d_n＝θ_l-θ_r，b表示左相机球面中心与右球面中心的距离，S_l表示角度θ_l所对应的相机球面上的两点的弧长，S_r表示角度θ_r所对应的相机球面上的两点的弧长；p(u,v,s)是球面坐标图像中的一点，L(i,j)(i＝0,1,...,m；j＝0,1,...,n)是经纬度图像中的一点，m,n分别表示经纬展开图像的宽和高，(i/m)π，(j/n)π分别表示极角和方位角。