[发明专利]一种三维重建方法、装置及设备

说明书

一种三维重建方法包括：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；根据所述标定参数，将相机获取的图像转换为经纬度图像；根据激光线，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；根据三维坐标构成三维稀疏点云以生成三维模型。由于采用全景的相机，可以扩大相机视场，大大的减少了扫描的次数，降低了操作的复杂性，提高了重建效率；使用激光线作为图像特征，特征提取速度快，匹配精度高，运算速度快，并且无需精密昂贵的激光扫描仪、传感器、高分辨率工业相机等，更有利于节约成本。

技术领域

本发明属于三维重建领域，尤其涉及一种三维重建方法、装置及设备。

背景技术

三维重建是计算机视觉的一个重要研究领域。三维重建的目的是恢复物体表面形状或者恢复场景中相机和物体之间的距离，快速恢复场景和物体的三维形态，提高测量和建模的效率。三维重建的方法大致分为立体视觉方法(双目、三目和多目视觉)、结构光重建方法、从运动恢复结构(英文简称为SFM，英文全称为Structure from Motion)、基于RGB-D的重建方法等。三维重建广泛应用于古建筑数字化、文物数字化、机器人定位导航、逆向工程等场景。随着新方法和新设备的不断涌现，三维重建的精度、速度、准确度得到飞速提升。

其中，立体视觉方法采用两个相机组合，以一定的方式排列固定，通过计算机视觉技术标定两个相机之间的位置关系，再以两个相机的位置关系为基础测量场景的三维信息，根据场景的三维信息重构出场景的三维模型。本方法也适用于采用多个相机，任意两个相机组成一对构建立体视觉装置，然后将所有相机组合所获得的三维信息进行融合，构建更为细致全面的三维模型。

结构光重建方法则是采用结构光投射器向物体或场景主动投射已知编码结构的可控制的光点、光条或光面，并由相机采集带有投射图案的物体或场景的图像，通过计算机视觉技术处理图像，解析编码图案，获取物体或场景的三维信息，构建物体或场景的三维模型。

运动恢复结构SFM是一项基于摄影测量范畴的图像处理技术，它通过一组包含视觉运动信息的场景二维图像序列去估计场景的三维结构。SFM主要被应用于大场景的三维建模，如大型建筑物建模、城市三维数字化、高精地图等。由于该方法计算量较大，重建过程通常是离线进行的。

基于RGB-D的三维重建，RGB-D相机能够提供RGB彩色图像和深度图像，其深度图像可通过计算得到相机到物体的实际距离。RGB-D相机极大地提高了三维信息获取的效率。

但是，以上方法中使用的相机均为传统的窄视场的相机，窄视场相机采用的相机模型均为小孔成像模型，因而立体视觉采用的模型也多为传统立体视觉方法，而这样的模型和方法由于采用窄视场相机，采集时操作较为麻烦，或硬件成本较高，或处理速度较慢，或测量范围和精度受限。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种三维重建方法、装置及设备，以解决现有技术中采用窄视场相机，采集时操作较为麻烦，或硬件成本较高，或处理速度较慢，或测量范围和精度受限的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种三维重建方法，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；