[发明专利]三维场景重建方法及其系统

权利要求书

1.一种三维场景重建方法，其特征在于，包括：

通过一TOF摄像模组获取一待重建场景的一第一帧深度点云数据；

对所述第一帧深度点云数据进行预处理，以构建所述第一帧深度点云数据对应的深度金字塔；

以截断符号距离函数对经过预处理的所述第一帧深度点云数据进行处理以将所述第一帧深度点云数据转化为体积表示；

通过所述TOF摄像模组获取该待重建场景的一第二帧深度点云数据；

对所述第二帧深度点云数据进行预处理，以构建所述第二帧深度点云数据对应的深度金字塔；

基于所述第一帧深度点云数据对应的深度金字塔和所述第二帧深度点云数据对应的深度金字塔，对所述第一帧深度点云数据和所述第二帧深度点云数据进行点云拼接，以获得所述TOF摄像模组获取所述第二帧深度点云数据的时候的全局位姿；

以截断符号距离函数对经过预处理之后的所述第二帧深度点云数据进行处理，以将所述第二帧深度点云数据转化为体积表示；

融合基于体积表示的所述第一帧深度点云数据和基于体积表示的所述第二帧深度点云数据，以获得所述TOF摄像模组获取所述第二帧深度点云数据时该待重建场景的基于体积的融合表示；以及

响应于停止所述TOF摄像模组对该待重建场景进行扫描信息，对该待重建场景的基于体积的融合表示进行三角化处理，以获得在所述TOF摄像模组获取所述第二帧深度点云数据的视角下该待重建场景的三维模型。

2.根据权利要求1所述的三维场景重建方法，其中在所述步骤融合基于体积表示的所述第一帧深度点云数据和基于体积表示的所述第二帧深度点云数据，以获得所述TOF摄像模组获取所述第二帧深度点云数据时该待重建场景的基于体积的融合表示和所述步骤响应于停止所述TOF摄像模组对该待重建场景进行扫描信息，对该待重建场景的基于体积的融合表示进行三角化处理，以获得在所述TOF摄像模组获取所述第二帧深度点云数据的视角下该待重建场景的三维模型之间还包括：

通过所述TOF摄像模组获取该待重建场景的一第三帧深度点云数据；

对所述第三帧深度点云数据进行预处理，以构建所述第三帧深度点云数据对应的深度金字塔；

基于所述第二帧深度点云数据对应的深度金字塔和所述第三帧深度点云数据对应的深度金字塔，对所述第二帧深度点云数据和所述第三帧深度点云数据进行点云拼接，以获得所述TOF摄像模组获取所述第三帧深度点云数据时的全局位姿；

以截断符号距离函数对经过预处理之后的所述第三帧点云数据进行处理，以将所述第三帧深度点云数据转化为体积表示；以及

融合基于体积表示的所述第三帧深度点云数据，以及通过融合基于体积表示的所述第一帧深度点云数据和所述第二帧深度点云数据生成的基于体积的融合表示，以获得所述TOF摄像模组获取所述第三帧深度点云时该待重建场景基于体积的融合表示。

3.根据权利要求1或2所述的三维场景重建方法，其中所述三维重建方法还包括：基于所述TOF摄像模组的当前位姿，对该待重建场景的基于体积的融合表示进行光线投影处理，以生成该待重建场景的实时显示数据。

4.根据权利要求1或2所述的三维场景重建方法，其中在构建所述第一帧深度点云数据、所述第二帧深度点云数据以及所述第三帧深度点云数据对应的深度金字塔之前进一步包括：对所述第一帧深度点云数据、所述第二帧深度点云数据以及所述第三帧深度点云数据进行降噪处理。

5.根据权利要求1或2所述的三维场景重建方法，其中所述TOF摄像模组的工作波长为850nm。

6.根据权利要求1或2所述的三维场景重建方法，其中所述TOF摄像模组的视场角为60°(H)*45°(V)。

7.根据权利要求1或2所述的三维重建方法，其中所述TOF摄像模组的最高支持帧率为30帧/秒。