一种三维重建方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

技术编号:18019674 阅读:38 留言:0更新日期:2018-05-23 05:36
本发明专利技术实施例公开了一种三维重建方法、装置、设备和介质,涉及三维重建技术领域。该方法包括:基于深度摄像头,获取场景的深度图像;根据所述摄像头与所述深度图像,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影,其中拍摄视线方向是连接所述摄像头和所述深度图像的方向;根据所述投影、所述摄像头的位置和所述深度图像,将所述投影中各像素点至所述摄像头的距离,与其在所述深度图中的深度的比值,确定为相似比;根据所述投影、所述摄像头的位置和所述相似比,对所述场景进行三维重建。本发明专利技术实施例提供一种三维重建方法、装置、设备和介质,以实现基于深度摄像机对三维物体进行三维重建的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种三维重建方法、装置、设备和介质
本专利技术实施例涉及三维重建
,尤其涉及一种三维重建方法、装置、设备和介质。
技术介绍
传统的成像的过程中,都是将三维空间中的信息映射到二维空间中,因而丢失了距离深度信息。如果需要从二维空间恢复出三维空间的信息,必须要在得到二维的方位信息的同时得到距离信息,才能够准确的恢复三维信息。双目立体视觉是当前采用最多的一种三维大数据分析方法,其主要利用摄像头在不同位置处对同一个场景中物体进行观测时产生的视差进行深度信息的恢复。但是,双目立体视觉也还存在着许多问题,例如同名点的查找与匹配是整个双目视觉的关键,也是难点,如果匹配的不准确,那么重建出的三维信息也不准确。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种三维重建方法、装置、设备和介质,以实现基于深度摄像机对三维物体进行三维重建的方法。第一方面,本专利技术实施例提供了一种三维重建方法,该方法包括:基于深度摄像头,获取场景的深度图像;根据所述摄像头与所述深度图像,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影,其中拍摄视线方向是连接所述摄像头和所述深度图像的方向;根据所述投影、所述摄像头的位置和所述深度图像,将所述投影中各像素点至所述摄像头的距离,与其在所述深度图中的深度的比值,确定为相似比;根据所述投影、所述摄像头的位置和所述相似比,对所述场景进行三维重建。进一步地,根据所述投影、所述摄像头的位置和所述深度图像,将所述投影中各像素点至所述摄像头的距离,与其在所述深度图中的深度的比值,确定为相似比包括:根据所述投影和所述摄像头的位置,确定所述投影中各像素点至所述摄像头的距离;将各像素点的所述距离与其在所述深度图中的深度的比值,确定为相似比。进一步地,根据所述投影、所述摄像头的位置和所述相似比,对所述场景进行三维重建包括:根据所述投影、所述摄像头的位置和所述相似比,确定所述场景的三维坐标的集合;根据所述场景的三维坐标的集合,对所述场景进行三维重建。进一步地,根据所述摄像头与所述深度图像,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影包括:对所述摄像头进行标定,获取透视投影矩阵;根据所述投影矩阵和所述深度图像中的二维坐标,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影。第二方面,本专利技术实施例还提供了一种三维重建装置,该装置包括:获取模块,用于基于深度摄像头,获取场景的二维深度图像;投影模块,用于根据所述摄像头与所述深度图像,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影,其中拍摄视线方向是连接所述摄像头和所述深度图像的方向;比值确定模块,用于根据所述投影、所述摄像头的位置和所述深度图像,将所述投影中各像素点至所述摄像头的距离,与其在所述深度图像中的深度的比值,确定为相似比;三维重建模块,用于根据所述投影、所述摄像头的位置和所述相似比,对所述场景进行三维重建。进一步地,比值确定模块包括:距离确定单元,用于根据所述投影和所述摄像头的位置,确定所述投影中各像素点至所述摄像头的距离;比值确定单元,用于将各像素点的所述距离与其在所述深度图中的深度的比值,确定为相似比。进一步地,三维重建模块包括:坐标确定单元,用于根据所述投影、所述摄像头的位置和所述相似比,确定所述场景的三维坐标的集合;三维重建单元,用于根据所述场景的三维坐标的集合,对所述场景进行三维重建。进一步地,投影模块包括:矩阵获取单元,用于对所述摄像头进行标定,获取透视投影矩阵;投影单元,用于根据所述投影矩阵和所述深度图像中的二维坐标,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影。第三方面,本专利技术实施例还提供了一种设备,所述设备包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序;当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如本专利技术实施例中任一所述的三维重建方法。第三四方面,本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本专利技术实施例中任一所述的三维重建方法。本专利技术实施例通过深度摄像头的位置点、深度摄像头垂直地面的点和实际场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影的点构造第一直角三角形,通过实际场景所在现实空间中的点、实际场景垂直地面的点和实际场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影的点构造第二直角三角形。因为第一直角三角形的三个内角与第二直角三角形的三个内角相同,所以互为相似三角形,且第一直角三角形与第二直角三角形的对应边成比例。基于上述理论,利用深度摄像头的位置坐标和上述投影坐标确定第一直角三角形斜边的距离。利用实际场景的深度图像中各像素点的深度信息确定第二直角三角形斜边的距离。根据上述两斜边的距离,确定对应边的比例。根据对应边的比例,确定实际场景在世界坐标系中的三维坐标的集合,根据得到的三维坐标的集合对实际场景进行三维重建。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种三维重建方法的流程图;图2是本专利技术实施例二提供的一种三维重建方法的流程图;图3是本专利技术实施例二提供的一种摄像头、场景和场景投影之间位置关系的示意图;图4是本专利技术实施例三提供的一种三维重建装置的结构示意图;图5为本专利技术实施例四提供的一种设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术,而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种三维重建方法的流程图。本实施例可适用于对实际场景进行三维重建的情况。该方法可以由一种三维重建装置来执行,该装置可以由软件和/或硬件的方式实现。参见图1,本实施例提供的三维重建方法包括:S110、基于深度摄像头,获取场景的深度图像。其中,场景为现实场景。通过深度摄像头能够获取深度图像。深度图像中包括现实场景中各点在RGB图像中的成像点坐标,及现实场景中各点的深度。具体的,深度表示现实场景中各点距离深度摄像头的镜面中心的距离。为准确且快速地获取实时检验范围内场景的深度信息,深度摄像头包括但不限于基于机构光编码技术的深度摄像头。S120、根据所述摄像头与所述深度图像,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影。其中,拍摄视线方向是连接所述摄像头和所述深度图像的方向。典型的,若求取场景中第一点的投影,则拍摄视线方向是连接所述摄像头位置坐标和上述第一点的图像坐标的方向。具体的,根据所述摄像头与所述深度图像,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影包括:对所述摄像头进行标定,获取透视投影矩阵;根据所述投影矩阵和所述深度图像中的二维坐标,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影。其中,透视投影矩阵表示,所述摄像头拍摄的图像的二维图像坐标系与三维世界坐标系的映射关系。可选的,对所述摄像头标定的方法有多种:根据是否需要标定参照物来看,可分为传统的摄像机标定方法和摄像机自标定方法;从所用模型不同来分有线性和非线性;从求解参数的结果来分有显式和隐式。本实施例中可以采用上述任一中标定方法实现对所述摄像头的标定,本实施例对此并不进行限定。典型的,将所述投影矩阵和所述深度图像中的二维图像坐标代入,二维图像坐标系与三维世界坐标系的转换公式中;然后令三维世界坐标系中第三维度的坐标值为本文档来自技高网...
一种三维重建方法、装置、设备和介质

【技术保护点】
一种三维重建方法,其特征在于,包括:基于深度摄像头,获取场景的深度图像;根据所述摄像头与所述深度图像,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影,其中拍摄视线方向是连接所述摄像头和所述深度图像的方向;根据所述投影、所述摄像头的位置和所述深度图像,将所述投影中各像素点至所述摄像头的距离,与其在所述深度图中的深度的比值,确定为相似比;根据所述投影、所述摄像头的位置和所述相似比,对所述场景进行三维重建。

【技术特征摘要】
1.一种三维重建方法,其特征在于,包括:基于深度摄像头,获取场景的深度图像;根据所述摄像头与所述深度图像,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影,其中拍摄视线方向是连接所述摄像头和所述深度图像的方向;根据所述投影、所述摄像头的位置和所述深度图像,将所述投影中各像素点至所述摄像头的距离,与其在所述深度图中的深度的比值,确定为相似比;根据所述投影、所述摄像头的位置和所述相似比,对所述场景进行三维重建。2.根据权利要求1所述的三维重建方法,其特征在于,根据所述投影、所述摄像头的位置和所述深度图像,将所述投影中各像素点至所述摄像头的距离,与其在所述深度图中的深度的比值,确定为相似比包括:根据所述投影和所述摄像头的位置,确定所述投影中各像素点至所述摄像头的距离;将各像素点的所述距离与其在所述深度图中的深度的比值,确定为相似比。3.根据权利要求1所述的三维重建方法,其特征在于,根据所述投影、所述摄像头的位置和所述相似比,对所述场景进行三维重建包括:根据所述投影、所述摄像头的位置和所述相似比,确定所述场景的三维坐标的集合;根据所述场景的三维坐标的集合,对所述场景进行三维重建。4.根据权利要求1所述的三维重建方法,其特征在于,根据所述摄像头与所述深度图像,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影包括:对所述摄像头进行标定,获取透视投影矩阵;根据所述投影矩阵和所述深度图像中的二维坐标,确定所述场景沿拍摄视线方向投影在水平面的投影。5.一种三维重建装置,其特征在于,包括:获取模块,用于基于深度摄像头,获取场景的二维深度图像;投影模块,用于根据所述摄像头与所述深度图像,...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭国俊万月亮王梅
申请(专利权)人:北京锐安科技有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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