[发明专利]一种不依赖于机械摆放的三维重建加速方法、系统及设备

权利要求书

1.一种不依赖于机械摆放的三维重建加速方法，其特征在于，所述方法包括：

获取相机任意角度拍摄的被测物体表面的投影图案；

确定所述投影图案中每个像素点对应的物点分别在在相机图像坐标系中的第一坐标数据和投影仪图像坐标系中的第二坐标数据；其中，所述第一坐标数据为物点在相机归一化成像平面上对应的像点的坐标数据；所述第二坐标数据为物点在投影仪归一化成像平面上对应的像点的坐标数据；

根据第二坐标数据、位姿矩阵参数和预设记录表单参数计算每个像素点对应的物点在相机坐标系中的深度值；其中，所述预设记录表单参数为第一坐标数据对应的方向向量在投影仪坐标系中的向量数据；

根据所述深度值、第一坐标数据计算得到每个像素点对应的物点在相机坐标系中的三维坐标数据，称作空间点坐标数据；

利用各个空间点坐标数据形成的三维点云数据进行三维重建。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一坐标数据的确定步骤包括：

通过预设标定法得到相机内参矩阵如下：

其中，K_c是相机内参矩阵，f_cx、f_py、u_c0和v_c0均为相机内参；

根据投影图案、相机分辨率确定像素点个数和每个物点在相机初始成像平面中对应的像点的初始坐标数据(u_ci,v_ci)；

利用相机内参矩阵中的各参数和各物点初始坐标数据(u_ci,v_ci)计算得到各物点在相机归一化成像平面中对应的像点的坐标数据，即第一坐标数据，计算公式如下：

其中，u_ci是像素点在相机像素坐标系中的列坐标，v_ci是像素点在相机像素坐标系中的行坐标，x_c1i是第一坐标数据中的列坐标，y_c1i是第一坐标数据中的行坐标，i＝1、2、3…N，N为投影图案中像素点的个数，i为每个像素点的标记，下标1表征该坐标是在归一化成像平面的坐标。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二坐标数据的确定步骤包括：

通过预设标定法得到投影仪内参矩阵如下：

其中，K_p是投影仪内参矩阵，f_px、f_py、u_p0和v_p0均为投影仪内参；

根据投影图案的图像序列和预设解码规则确定每个物点在投影仪初始成像平面中对应的像点的初始坐标数据(u_pi,v_pi)；

利用投影仪内参矩阵中的各参数和各像素点的初始坐标数据(u_pi,v_pi)计算得到各物点在投影仪归一化成像平面中对应的像点的坐标数据，即第二坐标数据，计算公式如下：

其中，u_pi是像素点在投影仪像素坐标系中的列坐标，v_pi是像素点在投影仪像素坐标系中的行坐标，x_p1i是第二坐标数据中的列坐标，y_p1i是第二坐标数据中的行坐标，i＝1、2、3…N，N为投影图案中像素点的个数，i为每个像素点的标记，下标1表征该坐标是在归一化成像平面的坐标。