[发明专利]一种高精度三维重建方法、系统、计算机设备及存储介质

权利要求书

1.一种基于投影光线标定的高精度三维重建方法，用于具有MEMS振镜或DMD模块的投影装置，其特征在于，包括以下步骤：

对成像装置进行位置标定；

利用投影装置向处于不同位置时的平面标靶投射图案，并通过所述成像装置采集每个所述平面标靶的标靶图像，计算得到每个所述平面标靶的正交绝对相位分布图；

以所述成像装置的光心为原点建立成像装置坐标系，以指定位置的平面标靶的绝对相位为标准相位，在每个所述正交绝对相位分布图上查找与所述标准相位相同的第一亚像素点，并将各所述第一亚像素点转换为归一化平面上的点，并在所述归一化平面上拟合出对应的极线；

计算所述归一化平面上每一极线的所有点与所述成像装置的光心所组成的射线与对应所述平面标靶的交点，并利用所述交点拟合出对应的投影光线；

根据所述投影光线与所述归一化平面上各点的位置关系建立投影映射系数表；

利用投影装置向被测物体投射图案，并通过所述成像装置采集所述被测物体的目标图像，计算所述目标图像的正交绝对相位分布图，在所述投影映射系数表中查找所述目标图像的正交绝对相位分布图中各绝对相位对应的投影映射系数，利用所述投影映射系数计算得到对应的空间三维点坐标；

所述对成像装置进行位置标定，包括：

利用所述成像装置获取所述平面标靶在不同位置时的标靶图像，通过标定算法对所述成像装置的位置进行标定；

所述计算所述归一化平面上每一极线的所有点与所述成像装置的光心所组成的射线与对应所述平面标靶的交点，并利用所述交点拟合出对应的投影光线，包括：

获取所述归一化平面上每一极线的所有点与所述成像装置的光心组成的射线，并获取每一条射线与对应平面标靶的交点，作为每一所述平面标靶的空间点；

依次连接每一所述平面标靶的空间点，从而得到对应的投影光线。

2.根据权利要求1所述的基于投影光线标定的高精度三维重建方法，其特征在于，所述以所述成像装置的光心为原点建立成像装置坐标系，包括：

以所述成像装置的光心，并以所述成像装置的光轴为Z轴，建立成像装置坐标系；

计算每个所述平面标靶在所述成像装置坐标系下的平面参数方程。

3.根据权利要求2所述的基于投影光线标定的高精度三维重建方法，其特征在于，所述计算每个所述平面标靶在所述成像装置坐标系下的平面参数方程，包括：

利用公式Π_c＝H^-T·Π_w获取每个所述平面标靶在所述成像装置坐标系中的坐标表达式，其中Π_w＝(0,0,1,0)^T为世界坐标系下所述平面标靶的表达式，T代表矩阵的转置，H为从世界坐标系到所述成像装置坐标系的刚体变换。

4.根据权利要求1所述的基于投影光线标定的高精度三维重建方法，其特征在于，所述在所述投影映射系数表中查找所述目标图像的正交绝对相位分布图中各绝对相位对应的投影映射系数，利用所述投影映射系数计算得到对应的空间三维点坐标，包括：

获取所述投影装置的投影像面的各点的绝对相位作为目标相位，在所述被测物体的正交绝对相位分布图查找与所述目标相位对应的第二亚像素点；

在所述投影映射系数表中查找与所述目标相位对应的投影映射系数，计算得到对应的空间三维点坐标。

5.根据权利要求4所述的基于投影光线标定的高精度三维重建方法，其特征在于，所述计算得到对应的空间三维点坐标，包括：

按下式计算得到对应的空间三维点坐标：

其中，{A_i,B_i,C_i；D_i,E_i,F_i}为与所述目标相位对应的投影映射系数。