[发明专利]一种多目点云三维重建方法、装置及其设备

说明书

本发明实施例提供了一种多目点云三维重建方法、装置及其设备，所述方法包括：启动投影光机O用于投影条纹光图像，启动K台相机C₁，C₂，...，C_K用于拍摄灰度图像；采集图像；生成两两相机下的点云；点云融合。本发明实施例提供的一种多目点云三维重建方法及装置通过结构光技术并结合多视角图像生成三维点云，从而精确、快速地对物体进行三维重构，以方便后续的工业自动化处理。该方法使用简单，对物体进行三维重构的速度快、精度高，在实际工业应用环境中易于应用和实施。

技术领域

本发明涉及工业机器视觉领域，尤其涉及一种多目点云三维重建方法、装置及其设备。

背景技术

目前，在工业领域的三维成像问题中，主要通过结构光对目标打纹理，然后利用视觉技术对目标进行三维重构。现有通常采用的方法有线结构光法和面结构光法两种方法，相机可选择单目或者多目相机。线结构光法主要采用单条或者多条线光打在目标物体上，然后对目标进行三维重构，该方法的缺陷是在X、Y方向上的精度较差因为对进行结构光扫描的运动机构存在较大偏差。面结构光法主要采用投影光机对目标进行打指定的纹理，然后通过编解码纹理对目标进行三维重构，该方法虽然在X、Y和Z方向上能达到高精度，然而在视野广度方面存在着局限性，因此也不能够快速的对物体进行定位三维重构。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多目点云三维重建方法、装置及其设备，旨在能精确、快速地对物体进行三维重构，以方便后续的工业自动化处理。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的第一方面提供一种多目点云三维重建方法，该方法包括：

启动投影光机O用于投影条纹光图像，启动K台相机C₁，C₂，...，C_K用于拍摄灰度图像；

采集图像；

生成两两相机下的点云；

点云融合；

其中，K为偶数自然数。

在一些实施例中，所述采集图像具体包括：

初始化计数器q＝0；

控制光机O投射第q幅结构面光图I_q0；

触发K台相机采集图片，获得K张带有结构光的灰度图，机构面光图和灰度图像图表示为子集合S_q＝{I_q0，I_q1，...，I_qK}。

在一些实施例中，所述生成两两相机下的点云包括步骤：

对于每组相机C_k，C_k+1，其中k为自然数范围[1，K-1]中的一个值，根据相位法，利用灰度图像集{I_0k，I_1k，...，I_(Q-1)k}和{I_0k+1，I_1k+1，...，I_(Q-1)k+1}，生成在相机C_k坐标系下的点云集合_Pk；

剔除点云集合中的噪声点。

在一些实施例中，所述剔除点云集合中的噪声点具体包括：

对于每个点云集合P_k中的点，分别投影到其对应的另外一个相机图像像素点，并解析相位，从而确定该点是否为噪声点；如果是噪声点，则将对应的点从点云集合P_k中删除,从而得到新的点云集合P′＝{P′₁，P′₂，...，P′_K}。