[发明专利]图像三维重建方法及装置

权利要求书

1.一种图像三维重建方法，其特征在于，应用于至少两个待重建图像满足远景图像条件的图像三维重建场景中，所述方法包括：

对所述至少两个待重建图像进行特征提取和特征匹配，得到所述至少两个待重建图像的匹配点集合；

根据所述匹配点集合中至少一对匹配点在对应相机坐标系中的坐标，以及两个相机坐标系中的无穷远单应矩阵，确定所述至少两个待重建图像之间的旋转矩阵；

基于所述旋转矩阵、所述匹配点集合中至少一对匹配点在对应相机坐标系中的坐标，通过对极约束算法确定所述至少两个待重建图像之间的平移矩阵；

基于所述旋转矩阵和所述平移矩阵，对所述至少两个待重建图像进行三维重建；

所述至少两个待重建图像满足远景图像条件的图像三维重建场景，用于指示不能通过确定基础矩阵和本质矩阵的方式确定两个待重建图像之间的位姿的场景。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述至少两个待重建图像之间的旋转矩阵之前，还包括：

基于单应矩阵的求解算法，计算两个相机坐标系中无穷远单应矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于单应矩阵的求解算法，计算两个相机坐标系中的无穷远单应矩阵，包括：

基于式(1)确定单应矩阵H：

其中，H表示单应矩阵，K′和K分别表示所述至少两个待重建图像对应摄像装置的内参矩阵，R表示旋转矩阵，T表示平移矩阵，n表示两个摄像装置在采集目标平面的图像信息时，所述目标平面在第一相机坐标系中的单位法向量，n^τ表示对n进行转置运算，d表示所述目标平面到第一相机坐标系的坐标原点的距离；

基于式(2)和所述单应矩阵确定图像坐标系中的无穷远单应矩阵H_∞1：

其中，H表示所述单应矩阵，K′和K分别表示所述至少两个待重建图像对应摄像装置的内参矩阵，R表示旋转矩阵，H_∞1表示图像坐标系中的无穷远单应矩阵；

基于所述图像坐标系中的无穷远单应矩阵H_∞1，确定所述两个相机坐标系中的无穷远单应矩阵H_∞2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述至少两个待重建图像之间的旋转矩阵，包括：

基于式(3)确定所述旋转矩阵R：

p₂＝H_∞2p₁＝Rp₁ 式(3)

其中，p₂和p₁分别表示所述匹配点集合中的匹配点在对应相机坐标系下的坐标，H_∞2表示所述两个相机坐标系中的无穷远单应矩阵，R表示旋转矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述旋转矩阵、所述匹配点集合中至少一对匹配点在对应相机坐标系中的坐标，通过对极约束算法确定所述至少两个待重建图像之间的平移矩阵，包括：

基于式(4)确定本质矩阵：

E＝T^R 式(4)

其中，R表示旋转矩阵，T表示平移矩阵，T^表示对平移矩阵T进行反对称运算；

基于式(4)和所述对极约束算法，确定所述平移矩阵、所述匹配点集合中至少一对匹配点在对应相机坐标系中的坐标之间的约束关系；

基于所述约束关系，确定所述平移矩阵。