[发明专利]一种球幕相机与深度相机结合的三维建模方法和系统

说明书

本发明为一种球幕相机与深度相机结合的三维建模方法核系统，涉及三维成像建模技术领域，至少包括一台深度相机与一台球幕相机；所述方法包括八个步骤，将球幕相机镜头和深度相机镜头固定于空间中的同一位置；使用球幕相机进行拍照；通过VSLAM算法进行初步定位；用三维照片中的三维信息空间信息进行校准；进一步精确定位；形成稠密点云；进一步得到精确的稠密点云；进行数字化建模，生成三维模型；根据二维全景照片中的颜色信息，自动对三维模型进行贴图。本发明有益效果在于，使三维模型同时具备球幕相机与深度相机的优点，而且三维模型更加精确，解决了深度相机视角单一，视域受限，球幕相机容易产生误差的缺点。

技术领域

本发明涉及三维成像建模技术领域，具体涉及一种球幕相机与深度相机结合的三维建模方法。

背景技术

三维建模技术是物体对象在三维空间中数据表示的处理过程，三维模型可以使用采集物体的三维空间点构成点云来进行表示，点云可以使用三角网格、线、多边形网格来进行连接重建模型的表面。三维模型可以使用在在电影、游戏、制造等领域，三维建模技术属于一个多学科交叉的研究领域，是计算机图形学和图像处理在工程中的重要应用。

随着RGB-D相机的问世，RGB-D相机具有价格廉价、实时获取的优点，具有好的精度和密集扫描的能力，但是传统的RGB-D相机，比如基于kinect或者TOF(time-of-flight)方式的RGB-D相机能够形成一个空间模型，相机视角单一，视域受限，计算量比较大，耗时久，无法达到实时呈现效果。

球幕相机，即鱼眼相机，进行三维建模的方法一般适用于诸如墙面、桌面等面的结构化场景，主要比较适合拍摄较大场景的照片，如建筑、风景等题材。当球幕相机用于拍风景时能拍更广阔的画面、拍集体照时能容纳下更多的人，视角更广，可以涵盖大范围景物。传统球幕相机所得到的二维图片信息也可进行SLAM算法计算出其三维信息，计算速度快，但容易产生误差，只能作为一个初步定位信息。

三维建模要求重建的过程快速高效，精确度高。RGB-D相机和球幕相机在各自进行三维建模时都无法满足上述要求。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明旨在于提供一种球幕相机与深度相机结合的三维建模方法，通过将球幕相机与深度相机的有机结合，使三维建模同时具备球幕相机与深度相机的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种球幕相机与深度相机结合的三维建模方法，至少包括一台深度相机与一台球幕相机；所述方法包括以下步骤：

S1:将球幕相机镜头和深度相机镜头固定于空间中的同一位置，称为相机位置；

S2:使用球幕相机进行拍照，球幕相机镜头获取的是至少一张二维全景照片，所述二维全景照片包含颜色信息和二维信息(x,y)，深度相机镜头获取的是至少一张三维照片，所述三维照片包含三维信息(x,y,z)；

S3:通过VSLAM算法进行对所述相机位置初步定位，对二维全景照片进行计算，在二维全景照片的基础上获取空间信息。

S4:用三维照片中的三维信息对步骤S3中的空间信息进行校准；

S5：进一步精确定位，使用三维重建离线算法对二维全景照片提取特征点，进行特征点匹配,提高经过步骤S4后的二维全景照片分辨率，重新计算相机位置信息，对相机位置进行微调；

S6:基于三维信息形成稠密点云；

S7：进一步得到精确的稠密点云，使用ICP算法(迭代最近点及其变异算法)对稠密点云进行匹配，对所有点云进行对比，把属于不同空间的点云放在不同的位置上；

S8:进行数字化建模，生成三维模型；

S9:根据二维全景照片中的颜色信息，自动对三维模型进行贴图。