[发明专利]一种双目三维重构方法及系统

摘要

本发明一种双目三维重构方法及系统，使用两个相机采集转台上的人或物体被线红外光照射的部分，同时转动转台一周得到被扫描对象的三维点云数据并重构出其三维曲面模型，然后驱动3D打印机打印得到被测对象的三维模型；核心思路是通过线激光器矫正待测对象在转盘上的位置，使其处于转轴中心；工控机连接两个相机采集被测对象被线红外光照射的部分，同时控制转台匀速转动一周；对采集到的图像进行红外线中心提取并生成点云数据；双目点云数据融合与去噪；根据融合后的点云数据进行曲面重建；打印出被测对象的三维模型；本发明能够实现对人或物体的三维重构及其三维模型的打印，快速稳定、精度高，能够满足快速获取被测对象三维模型的应用需求。

主权项

1.一种双目三维重构方法，其特征在于，包括如下步骤：通过红外一字激光器向待测对象发射激光红外，利用两部水平对称分布在红外光发射源两边的相机同时采集在待测对象上的红外光条图像；左右相机的光心与红外激光器中心三点共线；控制待测对象以竖向为轴水平匀速转动一周，两部相机采集到的图像序列，分别根据红外光条中心提取算法得到每幅图像红外光条的中心；利用得到的红外光条中心，通过相机测距模型、三维测量模型以及三维坐标转换分别计算两部相机对应的待测对象的点云数据；将两部相机得到的点云数据进行融合并去除点云噪点；根据双目融合后的点云数据，通过曲面重建算法得到待测对象的三维模型；其中，所述相机测距模型作用是通过两个相机结合红外线结构光的方式进行三维测量，模型公式为：其中，a＝f+Offset·tanα，b＝PixelSize·tanα，c＝Sf·tanα‑S·Offset，e＝S·PixelSize，f为相机焦距，Offset为成像平面中心偏移量，PixelSize为相机像素尺寸，S为相机光心O与激光器中心的距离，(xp,yp)为目标点B通过光心投影在相机成像平面上的点D在相机图像中的坐标，α为相机光轴延长线与相机光心O和激光器中心连线的夹角，d为目标点B到激光器平面的距离；所述三维测量模型作用是通过两个相机结合红外线结构光的方式进行三维测量，模型公式为：h＝|H‑yp|·T其中，h为目标点B的高度，H为相机图像高度，l为相机光心到通过三维坐标系原点且与相机成像平面平行的平面的距离；所述三维坐标转换公式如下：其中，(xw_p,yw_p,zw_p)为图像中光条上的某一点像素坐标(xp,yp)转换的三维坐标，L为红外激光器中心到通过三维坐标系原点且与激光器平面平行的平面的距离，β为激光器平面中心A与三维坐标原点Ow连线相对于三维坐标xw正方向的夹角。