[发明专利]一种基于结构光的虚拟双目三维重建方法

权利要求书

1.一种基于结构光的虚拟双目三维重建方法，其特征在于包括以下步骤：

构建虚拟双目立体视觉系统，其中，所述双目立体视觉系统包括摄像机；

对摄像机进行标定，并获得摄像机的内外参数；

根据摄像机的内外参数，求取畸变映射矩阵；

向物体投射规则结构光以增加重建物体的表面纹理；

利用双目立体视觉系统的摄像机采集重建物体的左图像和右图像，并对图像进行立体校正；

对左图像和右图像进行图像特征提取和匹配，并获得左图像和右图像上的对应匹配点关于物体上点P的视差；

结合摄像机的内外参数，利用视差原理得到物体稀疏的三维空间坐标；

根据物体稀疏的三维空间坐标生成物体稀疏的点云图，完成物体三维重建。

2.根据权利要求1所述的基于结构光的虚拟双目三维重建方法，其特征在于：所述步骤“构建虚拟双目立体视觉系统，其中，所述双目立体视觉系统包括摄像机”包括以下子步骤：

在图像的上方架设有水平的机械臂；

单个摄像机位于机械臂左端时，设为左摄像机，单个摄像机从机械臂左端移动至机械臂右端时，设为右摄像机。

3.根据权利要求1所述的基于结构光的虚拟双目三维重建方法，其特征在于：所述步骤“对摄像机进行标定，并获得摄像机的内外参数；”包括以下子步骤：

先对左摄像机进行标定，并记录左摄像机的内外参数，外参数包括一个旋转矩阵和一个平移矩阵；

记录单个摄像机从机械臂左端移动至机械臂右端时的移动距离；

左摄像机和右摄像机的内参数及旋转矩阵相同，右摄像机的平移矩阵由左摄像机的平移矩阵和移动距离得到，从而得到右摄像机的内外参数。

4.根据权利要求1所述的基于结构光的虚拟双目三维重建方法，其特征在于：所述步骤“向物体投射规则结构光以增加重建物体的表面纹理；”中，所述结构光为有规则和颜色的可见光。

5.根据权利要求4所述的基于结构光的虚拟双目三维重建方法，其特征在于：所述结构光为能形成黑白相间的棋盘格图案的可见光。

6.根据权利要求1所述的基于结构光的虚拟双目三维重建方法，其特征在于：所述步骤“向物体投射规则结构光以增加重建物体的表面纹理；”中，所述结构光是从物体的正上方向物体投射。

7.根据权利要求1所述的基于结构光的虚拟双目三维重建方法，其特征在于：所述步骤“利用双目立体视觉系统的摄像机采集重建物体的左图像和右图像，并对图像进行立体校正”包括以下子步骤：

基于左摄像装置的内外参数和畸变映射矩阵、右摄像装置的内外参数和畸变映射矩阵，分别得到左校正矩阵和右校正矩阵；

利用左校正矩阵对左图像进行立体校正，利用右校正矩阵对右图像进行立体校正，经过左校正矩阵处理后的左图像中的点与经过右校正矩阵处理后的右图像中的匹配点在同一条扫描线上，即所述点与匹配点的y轴坐标相同。