一种双球幕相机及双球幕相机三维建模的方法技术

本发明专利技术公开了一种双球幕相机三维建模方法及双球幕相机，所述方法包括：S1，数据采集，利用双球幕相机拍摄，获取同一拍摄时刻的主照片和辅助照片；S2，利用SIFT算法分别对主照片和辅助照片提取特征点数据，对主照片和辅助照片的特征点进行匹配，并利用双目视觉算法计算出主照片特征点的深度数据；S3，基于主照片的特征点数据和深度数据，利用双目SFM算法计算相机位置和稠密的点云；S4，对相机位置和稠密的点云进行结构化建模，得到一组主相机的球幕照片；S5，基于每一组主相机的球幕照片对模型进行贴图。本发明专利技术通过双球幕的方式替代了深度相机，降低了成本，提高了建模速度及效果。

A Three-Dimensional Modeling Method for Double-Curtain Camera and Double-Curtain Camera

【技术实现步骤摘要】
一种双球幕相机及双球幕相机三维建模的方法
本专利技术涉及三维视景建模
，具体涉及一种双球幕相机三维建模方法及双球幕相机。
技术介绍
现有技术中利用球幕相机获取的是球幕照片的二维信息，无法获取球幕照片的深度信息，这样的建模计算复杂，建模速度慢、效果也差。
技术实现思路
基于现有技术的不足，本专利技术在提供了一种双球幕相机三维建模方法的同时，还提供了一种双球幕相机，用以解决只含二维信息的传统球幕照片缺乏深度值导致建模速度慢、效果差、成本高的问题。本专利技术的技术方案为：一种双球幕相机三维建模方法，其特征在于，所述方法包括：S1，数据采集，利用双球幕相机拍摄，获取同一拍摄时刻的主照片和辅助照片；S2，利用SIFT算法分别对主照片和辅助照片提取特征点数据，对主照片和辅助照片的特征点进行匹配，并利用双目视觉算法计算出主照片特征点的深度数据；S3，基于主照片的特征点数据和深度数据，利用双目SFM算法计算相机位置和稠密的点云；S4，对相机位置和稠密的点云进行结构化建模，得到一组主相机的球幕照片；S5，基于每一组主相机的球幕照片对模型进行贴图。进一步地，S1中对主辅照片提取特征点数据提取的是特征点的二维数据。进一步地，S2中对主照片的特征点数据和深度数据提取的特征点和深度的三维数据。进一步地，S1中同一拍摄时刻的主球幕照片和辅助球幕照片是基于双球幕相机与辅助球幕相机的安距离为10-20cm的范围内拍摄的照片。进一步地，S1中同一拍摄时刻的主球幕照片和辅助球幕照片是基于双球幕相机与辅球幕相机之间的距离为15cm的范围内拍摄的照片。一种双球幕相机，其特征在于：包括镜头支架，所述镜头支架的一端设置有主球幕相机，所述镜头支架的另一端设置有辅球幕相机，所述主球幕相机和所述辅球幕相机连接同一图像处理器，所述图像处理器用于对所述主球幕相机和所述辅球幕相机的图像进行处理和拼接，其中，主球幕相机设置在所述镜头支架的上端，辅球幕相机设置在所述镜头支架的下端。进一步地，所述主球幕相机至少包括两个主镜头，所述辅球幕相机至少包括两个辅镜头，所有主镜头的光芯轴所处的平面与所有辅镜头的光芯轴所处的平面平行。进一步地，所述主球幕相机包括两个主镜头，两个所述主镜头背向设置在所述镜头支架的上端；所述辅球幕相机包括两个辅助镜头，两个辅镜头背向设置在所述镜头支架的下端，两个主镜头的光芯轴重合，两个辅镜头的光芯轴重合，两个主镜头的光芯轴与两个辅镜头的光芯轴垂直。进一步地，所述主球幕相机包括四个主镜头，四个所述主镜头背向且十字交叉的设置在所述镜头支架的上端；所述辅球幕相机包括四个辅助镜头，四个辅镜头背向且十字交叉设置在所述镜头支架的下端，四个主镜头在主镜头安装面内的投影与四个辅镜头在主镜头安装面内的投影重合。进一步地，主球幕相机与辅球幕相机的距离范围为10～20cm。本专利技术的有益效果为：本方法及双球幕相机能够针对不在同一水平面的主球幕照片拍摄和辅球幕照片的拍摄，使同一时间的每次拍摄得到两张球幕照片，即主球幕照片和辅球幕照片，两张照片会有10-20cm的视觉差，视觉差的距离依据主辅球幕相机的间距确定，通过双球幕的方式替代了深度相机，降低了成本，同时，采用了三维建模的方式，在辅助照片的帮助下，直接计算出主照片特征点的深度值，使得每一组主照片特征点获得三维数据，这使得匹配结果更加精确，建模效果更加稳定。另外，在数据采集中，相比传统方法和装置，减少了数据采集量依然可以达到稳定的模型效果，减少了计算量，降低了数据处理时间。附图说明图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术的双球幕相机的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，一种双球幕相机三维建模方法，所述方法包括：S1，数据采集，利用双球幕相机拍摄，获取同一拍摄时刻的主照片和辅助照片；S2，利用SIFT算法分别对主照片和辅助照片提取特征点数据，对主照片和辅助照片的特征点进行匹配，并利用双目视觉算法计算出主照片特征点的深度数据；其中，对主辅照片提取特征点数据提取的是特征点的二维数据。S3，基于主照片的特征点数据和深度数据，利用双目SFM算法计算相机位置和较稠密的点云；其中，对主照片的特征点数据和深度数据提取是的特征点和深度的三维数据。S4，对相机位置和较稠密的点云进行结构化建模，得到一组主相机的球幕照片；S5，基于每一组主相机的球幕照片对模型进行贴图。其中，S3中得到主照片的深度数据后，就可以将之前的2D特征点，转化为3D特征点，这样，在进行相机标定的时候，就可以将约束从单球目的重投影二维像素坐标误差(2D)变为双球目的重投影的三维空间坐标误差(3D)。这样，计算时比传统的多出来一个维度的信息，会使计算过程更加快速，计算结果更加稳定。S1中同一拍摄时刻的主球幕照片和辅助球幕照片是基于双球幕相机中主球幕相机与辅助球幕相机之间的距离为10-20cm的范围内拍摄的照片，更优的距离为15cm的范围内拍摄的照片。错开10～20cm做空间数字化建模相当于双目视觉的效果。当取15cm时的双目视觉效果最佳。本方法针对不在同一水平面的主球幕照片拍摄和辅球幕照片的拍摄，使同一时间的每次拍摄得到两张球幕照片，即主球幕照片和辅球幕照片，两张照片会有10-20cm的视觉差，视觉差的距离依据主辅球幕相机的间距确定，通过双球幕的方式替代了深度相机，降低了成本，同时，采用了三维建模的方式，在辅助照片的帮助下，直接计算出主照片特征点的深度值，使得每一组主照片特征点获得三维数据，这使得匹配结果更加精确，建模效果更加稳定。另外，在数据采集中，相比传统方法，减少数据采集量依然可以达到稳定的模型效果，减少了计算量，降低了数据处理时间。一种双球幕相机，包括镜头支架1，所述镜头支架1的一端设置有主球幕相机2，所述镜头支架1的另一端设置有辅球幕相机3，所述主球幕相机2和所述辅球幕相机3连接同一图像处理器，所述图像处理器用于对所述主球幕相机和所述辅球幕相机的图像进行处理和拼接，其中，主球幕相机2设置在所述镜头支架1的上端，辅球幕相机3设置在所述镜头支架1的下端。而本实施例的所述镜头支架1采用方形筒式结构。如图2所示，主球幕相机和辅球幕相机都可采用两个镜头，即第一主镜头21和第二主镜头22，即第一辅镜头31和第二辅镜头32，两个所述主镜头2设置在所述方形筒式结构的镜头支架的上端的两个相对的面的外侧，两个所述辅助镜头3设置在所述方形筒式结构的镜头支架的下端的两个相对的面的外侧。两个主镜头的光芯轴重合，两个辅镜头的光芯轴重合，两个主镜头的光芯轴与两个辅镜头的光芯轴垂直。两个主镜头的光芯轴与两个辅镜头的光芯轴垂直，两两镜头呈90度，对于球幕照片来说，每组镜头的光芯对的十分准确，有利于图像拼接，恢复球幕照片。两个主镜头的光芯轴与两个辅镜头的光芯轴之间的垂直距离的范围为10～20cm。本实施例的两个主镜头的光芯轴与两个辅镜头的光芯轴之间的垂直距离为15cm，错开10～20cm做空间数字化建模相当于双目视觉的效果。当取15cm时的双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双球幕相机三维建模方法，其特征在于，所述方法包括：S1，数据采集，利用双球幕相机拍摄，获取同一拍摄时刻的主照片和辅助照片；S2，利用SIFT算法分别对主照片和辅助照片提取特征点数据，对主照片和辅助照片的特征点进行匹配，并利用双目视觉算法计算出主照片特征点的深度数据；S3，基于主照片的特征点数据和深度数据，利用双目SFM算法计算相机位置和稠密的点云；S4，对相机位置和稠密的点云进行结构化建模，得到一组主相机的球幕照片；S5，基于每一组主相机的球幕照片对模型进行贴图。

【技术特征摘要】
1.一种双球幕相机三维建模方法，其特征在于，所述方法包括：S1，数据采集，利用双球幕相机拍摄，获取同一拍摄时刻的主照片和辅助照片；S2，利用SIFT算法分别对主照片和辅助照片提取特征点数据，对主照片和辅助照片的特征点进行匹配，并利用双目视觉算法计算出主照片特征点的深度数据；S3，基于主照片的特征点数据和深度数据，利用双目SFM算法计算相机位置和稠密的点云；S4，对相机位置和稠密的点云进行结构化建模，得到一组主相机的球幕照片；S5，基于每一组主相机的球幕照片对模型进行贴图。2.如权利要求1所述的双球幕相机三维建模方法，其特征在于：S1中对主辅照片提取特征点数据提取的是特征点的二维数据。3.如权利要求3所述的双球幕相机三维建模方法，其特征在于：S2中对主照片的特征点数据和深度数据提取的特征点和深度的三维数据。4.如权利要求1所述的双球幕相机三维建模方法，其特征在于：S1中同一拍摄时刻的主球幕照片和辅助球幕照片是基于双球幕相机中主球幕相机与辅助球幕相机之间的距离为10-20cm的范围内拍摄的照片。5.如权利要求4所述的双球幕相机三维建模方法，其特征在于：S1中同一拍摄时刻的主球幕照片和辅助球幕照片是基于双球幕相机中主球幕相机与辅球幕相机之间的距离为15cm的范围内拍摄的照片。6.一种双球幕相机，其特征在于：包括镜头支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔岩，刘强，徐春广，
申请(专利权)人：中德珠海人工智能研究院有限公司，珠海市四维时代网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44