[发明专利]一种基于图像序列的固定物体三维图像重构方法

说明书

一种基于图像序列的固定物体三维图像重构方法，对固定物体在不同时刻下拍摄的第一帧图片和第二帧图片；根据二维相机的帧率获得第一帧图片和第二帧图片之间的时间差；获得二维相机的运动速度，结合这两帧之间相机的运动速度、时间和位移，以及相机的视角参数，反推出物体本体一点与相机之间的距离，和物体本体该点在垂直于相机运动方向上的高度或者长度；将固定物在图像中所有点进行计算，得到所有点与二维相机之间的距离和各个点相对于相机运动轨迹上的长度，得到图像中所有点的本体点的三维信息。本发明可以利用普通二维相机进行三维图像的重构，成本更低，易于推广。

技术领域

本发明涉及三维图像成像领域，特别涉及一种基于图像序列的固定物体三维图像重构方法。

背景技术

目前的单相机成像技术，其获得的图像都是二维的，在不使用其他媒介的情况下，无法准确从图像当中获得物体本体某一点与相机之间的距离和物体本体这一点与相机运动方向之间的高度或长度参数等。这对于图像来说是极大的信息缺失，如何根据二维图像获得相应的三维图像是业界的一大难题。

因此，现有技术存在的问题，有待于进一步改进和发展。

发明内容

（一）发明目的：为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是通过对单个相机在运动情况下获得的连续图像进行计算，获得图像中物体本体某一点与相机之间的距离参数和物体本体这一点在沿相机运动方向上的实际高度长度颜色等参数，并通过计算物体所有点，重构物体的三维图像。

（二）技术方案：为了解决上述技术问题，本技术方案提供一种基于图像序列的固定物体三维图像重构方法，应用于二维相机对固定物体在不同时刻下拍摄的第一帧图片和第二帧图片；根据二维相机的帧率获得第一帧图片和第二帧图片之间的时间差；

获得二维相机的运动速度，根据二维相机的运动速度获得所述第一帧图片和第二帧图片获得时的二维相机的时间差和位移；

根据固定物体在第一帧图片和第二帧图片中物体像大小比例的变化，结合这两帧之间相机的运动速度、时间和位移，以及相机的视角参数，反推出物体本体一点与相机之间的距离，和物体本体该点在沿垂直于相机运动方向上的高度或者长度；

将固定物在图像中所有点进行计算，得到所有点与二维相机之间的距离和各个点相对于相机运动轨迹上的高度或长度，得到图像中所有点的本体点的三维信息。

所述的三维图像重构方法，其中，所述二维相机为数码相机。

所述的三维图像重构方法，其中，所述二维相机连接三维加速度传感器，二维相机的快门按下时发送启动信号到三维加速度传感器，所述三维加速度传感器开始测速，并将得到的加速度数据发送给速度处理单元；所述相机的快门在弹起时，也就是拍照结束时，发送关闭信号到三维加速度传感器。

所述的三维图像重构方法，其中，所述快门发送的启动信号中携带拍摄指令的种类和图像编码。

所述的三维图像重构方法，其中，二维相机在t1时刻相机与固定物体之间的距离L1，所述相机对待测物体拍照，得到第一帧图片，t1时刻图像高度d，t1时刻物体在第一图片中的图像的高度为d1；

二维相机运动到t2时刻，相机与物体之间的距离为L2；所述相机对待测物体拍照，得到第二帧图片，t2时刻图像高度d，t2时刻物体在第一图片中的图像的高度为d2。

所述的三维图像重构方法，其中，第一帧和第二帧，两帧之间时间差为两帧之间的帧数乘以1/f，得到t1-t2=△t；拍摄两帧图像时相机的距离差L1-L2=v△t，为相机在△t时间内相机在运动方向上的位移。

所述的三维图像重构方法，其中，获取此点在图像中的像点沿垂直相机运动方向上相机的最大视角，定义为ϴ。

所述的三维图像重构方法，其中，根据计算出物体高度H的结果。