The invention provides a three-dimensional reconstruction method, device and system based on a single camera, which relates to the technical field of three-dimensional reconstruction. The three-dimensional reconstruction method based on a single camera includes acquiring the system parameters of a monocular system, which includes a projector and a camera, and correcting the fringes projected by a projector according to the system parameters so as to make the first phase corrected by the projector projection. Shift image; receive the second phase-shift image obtained by the first phase-shift image modulated by the object to be scanned collected by the camera; process the second phase-shift image with phase demodulation, phase unwrapping and height mapping to get the depth map; and reconstruct the scanned object according to the depth map. By acquiring the system parameters of the calibrated monocular system and correcting the periodic fringes, the high-precision height value can be obtained by subsequent height mapping, thus solving the problem that the camera depth of field in the prior art is small and the height direction can not meet the high-precision requirements.
【技术实现步骤摘要】
基于单相机的三维重建方法、装置及系统
本专利技术涉及三维重建
,尤其是涉及一种基于单相机的三维重建方法、装置及系统。
技术介绍
三维重建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。在计算机视觉中,三维重建是指根据单视图或者多视图的图像重建三维信息的过程。由于单视频的信息不完全,因此三维重建需要利用经验知识。而多视图的三维重建(类似人的双目定位)相对比较容易,其方法是先对摄像机进行标定,即计算出摄像机的图象坐标系与世界坐标系的关系,然后利用多个二维图象中的信息重建出三维信息。现有的三维重建过程中,单目系统主要由相机和投影仪组成,投影仪主要是投射相移图,相机主要是采集经物体表面调制的相移图。系统结构是投影仪倾斜放置、相机竖直放置,导致投影仪投射等周期条纹后,相机拍到的条纹不等宽,导致三维重建中相机景深小且高度方向上无法满足高精度要求。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种基于单相机的三维重建方法、装置及系统,能够解决现有技术中相机景深小且高度方向上无法满足高精度要求的问题。第一方面,本专利技术实施例提供了一种基于单相机的三维重建方法,包括:获取单目系统的系统参数;单目系统包括投影仪和相机;根据系统参数,对投影仪所投影的条纹进行校正,以使投影仪投影校正后的第一相移图;接收通过相机所采集的由第一相移图经过待扫描物体调制得到的第二相移图;对第二相移图进行相位解调、相位解包裹、高度映射处理,得到深度图;根据深度图对待扫描物体进行三维重建。结 ...
【技术保护点】
1.一种基于单相机的三维重建方法,其特征在于,包括:获取单目系统的系统参数;所述单目系统包括投影仪和相机;根据所述系统参数,对所述投影仪所投影的条纹进行校正,以使所述投影仪投影校正后的第一相移图;接收通过所述相机所采集的由所述第一相移图经过待扫描物体调制得到的第二相移图;对所述第二相移图进行相位解调、相位解包裹、高度映射处理,得到深度图;根据所述深度图对所述待扫描物体进行三维重建。
【技术特征摘要】
1.一种基于单相机的三维重建方法,其特征在于,包括:获取单目系统的系统参数;所述单目系统包括投影仪和相机;根据所述系统参数,对所述投影仪所投影的条纹进行校正,以使所述投影仪投影校正后的第一相移图;接收通过所述相机所采集的由所述第一相移图经过待扫描物体调制得到的第二相移图;对所述第二相移图进行相位解调、相位解包裹、高度映射处理,得到深度图;根据所述深度图对所述待扫描物体进行三维重建。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取单目系统的系统参数,包括:获取由所述投影仪对一副固定模式的图像进行投影所得到的多组点对坐标(x,y);将所述多组点对坐标(x,y)代入第一预设公式,计算得到所述系统参数;所述系统参数包括:投影光轴与参考平面法线的夹角θ、投影光心到参考平面的距离L以及投影系统的等效焦距d。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述系统参数,对所述投影仪所投影的条纹进行校正,包括:通过所述投影仪生成等周期的正弦图;根据所述系统参数,确定坐标x和坐标y之间的关系;基于所述坐标x和坐标y之间的关系,对所述等周期的正弦图进行变换,得到校正后的相移图,作为所述第一相移图。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对所述第二相移图进行相位解调、相位解包裹、高度映射处理,得到深度图,包括:根据第二预设公式对所述第二相移图进行相位解调处理,得到主相位;对所述主相位进行相位解包裹处理,得到展开相位;根据所述展开相位及第三预设公式,计算得到物体表面的高度值,将所述高度值的集合作为所述深度图。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据第二预设公式对所述第二相移图进...
【专利技术属性】
技术研发人员:旷雅唯,江山,王博杨,
申请(专利权)人:博众精工科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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