一种曲面重建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种曲面重建方法及装置，方法包括：获取图像对应的点云，图像中的像素点与点云中的点一一对应；根据图像中每个像素点的位置，对点云中的点进行排布，得到点云对应的点云矩阵；在点云矩阵中，构建每个点对应的第一预设数量个三角网格，构建的所有三角网格拼接成目标曲面。由此可见，本方案不需要求得三维表面函数，过程简单，计算量低，提高了曲面重建效率。

A method and device for surface reconstruction

An embodiment of the invention discloses a method and device for surface reconstruction. The method includes: obtaining the point cloud corresponding to the image, the pixels in the image correspond to the points in the point cloud. According to the position of each pixel in the image, the point of Dian Yunzhong is arranged and the point cloud matrix corresponding to the point cloud is obtained; in the point cloud matrix, the structure is constructed. The first preset number of triangular meshes corresponding to each point is built, and all triangular meshes are stitched into target surfaces. It can be seen that this scheme does not need to obtain 3D surface functions, which is simple in process and low in computation, and improves the efficiency of surface reconstruction.

【技术实现步骤摘要】
一种曲面重建方法及装置
本专利技术涉及计算机视觉
，特别涉及一种曲面重建方法及装置。
技术介绍
三维重建(3DReconstruction)是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型，是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础，也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。在三维重建过程中，曲面重建是其非常重要的部分。目前，大多曲面重建方案都是基于RGBD(RGB图像和Depth深度图像信息的融合)点云的曲面重建。该方案主要包括：将深度相机采集到的RGBD数据转换为RGBD点云，然后计算点云中每个点的法向量，根据每个点的三维坐标及法向量，求得一个非常复杂的三维表面函数，根据该函数生成三角网格，大量三角网格便构建出了曲面。但是应用上述方案进行曲面重建，求得该三维表面函数的过程非常复杂，计算量非常大。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种曲面重建方法及装置，降低曲面重建的复杂度及计算量。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种曲面重建方法，包括：获取图像对应的点云，其中所述图像中的像素点与所述点云中的点一一对应；根据所述图像中每个像素点的位置，对所述点云中的点进行排布，得到所述点云对应的点云矩阵；针对所述点云矩阵中的每个第一点，构建所述第一点对应的第一预设数量个三角网格，其中，所述三角网格根据所述第一点及其第二预设数量个相邻点构建；所有第一点对应的第一预设数量个三角网格拼接成目标曲面。可选的，所述根据所述图像中每个像素点的位置，对所述点云中的点进行排布的步骤可以包括：根据所述图像的尺寸，确定所述点云对应的点云矩阵的行列数；根据所述图像中的每个像素点的位置，确定所述点云中的每个点在所述点云矩阵中所在的行与列；针对所述点云中的每个点，将其排布到其所在的行与列，得到最终的点云矩阵。可选的，所述构建所述第一点对应的第一预设数量个三角网格的步骤包括：确定所述第一点的第二预设数量个相邻点；根据所述第一点及所述相邻点，构建第一预设数量个三角网格；判断构建的三角网格是否满足尺寸要求；如果否，重新确定第二预设数量个相邻点，并重新构建第一预设数量个三角网格，直至满足所述尺寸要求。可选的，所述第一预设数量为二，所述第二预设数量为三；所述点云矩阵中的每个元素中包括该元素对应点的第一位置信息；所述根据所述第一点及所述相邻点，构建第一预设数量个三角网格的步骤可以包括：在第一点及其三个相邻点中，确定最短的对角边；根据所述第一点及其三个相邻点的第一位置信息，构建两个三角网格，所述两个三角网格的公共边为所述对角边。可选的，在所述对所述点云中的点进行排布，得到所述点云对应的点云矩阵的步骤之后，还可以包括：设定所述点云矩阵中每个点的第一索引；在所述构建所述第一点对应的第一预设数量个三角网格的步骤之后，还包括：针对每个三角网格，确定其三个顶点的第一索引；将所述三个顶点的索引组成一个索引组，并将所述索引组确定为所述三角网格的第二索引；所述所有第一点对应的第一预设数量个三角网格拼接成目标曲面的步骤可以包括：根据各个三角网格的第二索引，对所述各个三角网格进行拼接，构成所述目标曲面。可选的，所述获取图像对应的点云的步骤可以包括：获取N台采集设备采集到的当前图像；其中，所述图像中包含颜色信息及第二位置信息，所述N大于等于1；针对每台采集设备，根据预先设定的所述采集设备的内部参数及其采集到的当前图像的颜色信息及第二位置信息，将其采集到的当前图像转化为点云；当所述N等于1时，所述点云为获取的一个点云；当所述N大于1时，根据预先设定的所述N台采集设备的外部参数，将得到的N个点云转换至同一坐标系中，获取到N个最终点云。可选的，所述获取到N个最终点云的步骤可以包括：依次对转换至同一坐标系中的N个点云中的每个点云进行如下处理：针对该点云中的每个第二点，确定该第二点的匹配点对；其中，所述匹配点对中包含N个点，所述N个点中每个点所在的点云不同；针对所确定的每个匹配点对，将所述匹配点对进行融合，得到与该匹配点对对应的一个融合后的点；将所述融合后的点替换对应的第二点。可选的，当所述N大于1时，所述方法还可以包括：将得到的N个目标曲面进行合并，生成三维模型。为达到上述目的，本专利技术实施例还公开了一种曲面重建装置，包括：获取模块，用于获取图像对应的点云，其中所述图像中的像素点与所述点云中的点一一对应；排布模块，用于根据所述图像中每个像素点的位置，对所述点云中的点进行排布，得到所述点云对应的点云矩阵；第一构建模块，用于针对所述点云矩阵中的每个第一点，构建所述第一点对应的第一预设数量个三角网格，其中，所述三角网格根据所述第一点及其第二预设数量个相邻点构建；拼接模块，用于所有第一点对应的第一预设数量个三角网格拼接成目标曲面。可选的，所述排布模块，可以包括：第一确定子模块，用于根据所述图像的尺寸，确定所述点云对应的点云矩阵的行列数；第二确定子模块，用于根据所述图像中的每个像素点的位置，确定所述点云中的每个点在所述点云矩阵中所在的行与列；排布子模块，用于针对所述点云中的每个点，将其排布到其所在的行与列，得到最终的点云矩阵。可选的，所述第一构建模块，可以包括：第三确定子模块，用于确定所述第一点的第二预设数量个相邻点；构建子模块，用于根据所述第一点及所述相邻点，构建第一预设数量个三角网格；判断子模块，用于判断构建的三角网格是否满足尺寸要求；如果否，重新触发所述第三确定子模块。可选的，所述第一预设数量为二，所述第二预设数量为三；所述点云矩阵中的每个元素中包括该元素对应点的第一位置信息；所述构建子模块，具体可以用于：在第一点及其三个相邻点中，确定最短的对角边；根据所述第一点及其三个相邻点的第一位置信息，构建两个三角网格，所述两个三角网格的公共边为所述对角边。可选的，所述装置还可以包括：设定模块，用于设定所述点云矩阵中每个点的第一索引；第一确定模块，用于针对每个三角网格，确定其三个顶点的第一索引；第二确定模块，用于将所述三个顶点的索引组成一个索引组，并将所述索引组确定为所述三角网格的第二索引；所述拼接模块，具体可以用于：根据各个三角网格的第二索引，对所述各个三角网格进行拼接，构成所述目标曲面。可选的，所述获取模块，可以包括：获取子模块，用于获取N台采集设备采集到的当前图像；其中，所述图像中包含颜色信息及第二位置信息，所述N大于等于1；转化子模块，用于针对每台采集设备，根据预先设定的所述采集设备的内部参数及其采集到的当前图像的颜色信息及第二位置信息，将其采集到的当前图像转化为点云；当所述N等于1时，所述点云为获取的一个点云；转换子模块，用于当所述N大于1时，根据预先设定的所述N台采集设备的外部参数，将得到的N个点云转换至同一坐标系中，获取到N个最终点云。可选的，所述转换子模块，具体可以用于：依次对转换至同一坐标系中的N个点云中的每个点云进行如下处理：针对该点云中的每个第二点，确定该第二点的匹配点对；其中，所述匹配点对中包含N个点，所述N个点中每个点所在的点云不同；针对所确定的每个匹配点对，将所述匹配点对进行融合，得到与该匹配点对对应的一个融合后的点；将所述融合后的点替换对应的第二点。可选的，所述装置还可以包括：生成模块，用于当所述N大于1时，将得到的N个目标曲面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲面重建方法，其特征在于，包括：获取图像对应的点云，其中所述图像中的像素点与所述点云中的点一一对应；根据所述图像中每个像素点的位置，对所述点云中的点进行排布，得到所述点云对应的点云矩阵；针对所述点云矩阵中的每个第一点，构建所述第一点对应的第一预设数量个三角网格，其中，所述三角网格根据所述第一点及其第二预设数量个相邻点构建；所有第一点对应的第一预设数量个三角网格拼接成目标曲面。

【技术特征摘要】
1.一种曲面重建方法，其特征在于，包括：获取图像对应的点云，其中所述图像中的像素点与所述点云中的点一一对应；根据所述图像中每个像素点的位置，对所述点云中的点进行排布，得到所述点云对应的点云矩阵；针对所述点云矩阵中的每个第一点，构建所述第一点对应的第一预设数量个三角网格，其中，所述三角网格根据所述第一点及其第二预设数量个相邻点构建；所有第一点对应的第一预设数量个三角网格拼接成目标曲面。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像中每个像素点的位置，对所述点云中的点进行排布的步骤包括：根据所述图像的尺寸，确定所述点云对应的点云矩阵的行列数；根据所述图像中的每个像素点的位置，确定所述点云中的每个点在所述点云矩阵中所在的行与列；针对所述点云中的每个点，将其排布到其所在的行与列，得到最终的点云矩阵。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建所述第一点对应的第一预设数量个三角网格的步骤包括：确定所述第一点的第二预设数量个相邻点；根据所述第一点及所述相邻点，构建第一预设数量个三角网格；判断构建的三角网格是否满足尺寸要求；如果否，重新确定第二预设数量个相邻点，并重新构建第一预设数量个三角网格，直至满足所述尺寸要求。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预设数量为二，所述第二预设数量为三；所述点云矩阵中的每个元素中包括该元素对应点的第一位置信息；所述根据所述第一点及所述相邻点，构建第一预设数量个三角网格的步骤包括：在第一点及其三个相邻点中，确定最短的对角边；根据所述第一点及其三个相邻点的第一位置信息，构建两个三角网格，所述两个三角网格的公共边为所述对角边。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对所述点云中的点进行排布，得到所述点云对应的点云矩阵的步骤之后，所述方法还包括：设定所述点云矩阵中每个点的第一索引；在所述构建所述第一点对应的第一预设数量个三角网格的步骤之后，所述方法还包括：针对每个三角网格，确定其三个顶点的第一索引；将所述三个顶点的索引组成一个索引组，并将所述索引组确定为所述三角网格的第二索引；所述所有第一点对应的第一预设数量个三角网格拼接成目标曲面的步骤包括：根据各个三角网格的第二索引，对所述各个三角网格进行拼接，构成所述目标曲面。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取图像对应的点云的步骤包括：获取N台采集设备采集到的当前图像；其中，所述图像中包含颜色信息及第二位置信息，所述N大于等于1；针对每台采集设备，根据预先设定的所述采集设备的内部参数及其采集到的当前图像的颜色信息及第二位置信息，将其采集到的当前图像转化为点云；当所述N等于1时，所述点云为获取的一个点云；当所述N大于1时，根据预先设定的所述N台采集设备的外部参数，将得到的N个点云转换至同一坐标系中，获取到N个最终点云。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取到N个最终点云的步骤包括：依次对转换至同一坐标系中的N个点云中的每个点云进行如下处理：针对该点云中的每个第二点，确定该第二点的匹配点对；其中，所述匹配点对中包含N个点，所述N个点中每个点所在的点云不同；针对所确定的每个匹配点对，将所述匹配点对进行融合，得到与该匹配点对对应的一个融合后的点；将所述融合后的点替换对应的第二点。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述N大于1时，所述方法还...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦世亮，李杰，王超，毛慧，王全占，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33