一种基于多摄像机的实时三维点云重建方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于多摄像机的实时三维点云重建方法，其特征在于，包括搭建多摄像机同步采集系统、多摄像机系统标定、建立投影查找表、图像采集、物体轮廓分割、三维重建，并提供一种基于多摄像机的实时三维点云重建系统，包括，封闭的三维立体空间、固定安装在立体空间四周的若干个的摄像机与若干个灯源和计算机，其中所述摄像机与计算机连接，所述计算机包括摄像机标定模块、投影查找表计算模块、物体轮廓分割模块和三维重建模块，本发明专利技术三维重建精确度更高、效率更高、普遍适用、计算更简单。

Real time 3D point cloud reconstruction method and system based on multi camera

The present invention provides a real-time 3D point cloud reconstruction method based on multiple cameras, which is characterized in that, including setting up the multi camera synchronization acquisition system, calibration, multi camera system projection lookup table, image acquisition, contour segmentation, 3D reconstruction, and to provide a real-time 3D point cloud reconstruction system based on multiple cameras, three-dimensional space, closed and fixed on the three-dimensional space around the camera and a plurality of a plurality of light source and a computer, wherein the camera is connected with the computer, the computer includes a camera calibration module, projection lookup table calculation module, object contour segmentation module and 3D reconstruction module, the invention of three-dimensional reconstruction of higher accuracy and more efficient, generally applicable, more simple calculation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多摄像机的实时三维点云重建方法和系统
本专利技术属于三维信息
，尤其涉及一种基于多摄像机的实时三维点云重建方法和系统。技术背景三维重建是计算机视觉、计算机图形学等领域常见的问题。所谓三维物体重建是指通过传感设备获得空间三维物体的2D图像或2.5D深度数据，从中恢复出物体的三维结构。传感类型可以包括可光学成像、激光扫描、热成像等。三维重建在计算机辅助设计、3D动画/游戏、科学计算和虚拟现实、工业测量等方面有着许多应用。目前，市面上常用的三维重建设备或方法包括三种。第一种是基于激光扫描的方法，其主要是基于激光测距的原理，此类设备的构造一般主要包括一台高速精确的激光测距仪、数码相机、以及引导激光运动的辅助设备。采用激光扫描的方法具有精度高、速度快的优点，然而其设备往往价格昂贵，并且体积等常比较大；第二种方法是基于立体视觉的方法，即通过两台以上摄像机从不同角度对物体进行拍摄，分析获得的图像数据，从中计算出物体各个三维点的空间位置，从而得到三维重建数据。这类方法关键需要解决高精度的摄像机标定、特征提取、以及立体匹配等计算问题，只有获得精确的匹配结果，才有可能准确的恢复出物体三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多摄像机的实时三维点云重建方法，其特征在于，包括：A1：搭建多摄像机同步采集系统：选择一个封闭的三维立体空间，并在三维立体空间的四周合适位置上固定安装一定数目的摄像机，摄像机拍摄的环境要求为单一颜色的静态背景，控制灯源，使得空间内部的光照均匀；A2：多摄像机系统标定：确定各个摄像机的空间方位和内部参数；A3：建立投影查找表：将三维立体空间均分为若干个相同的粒块，并标定粒块的中心点位置坐标，依据摄像机的空间方位信息和内部参数得到各粒块中心点在各个摄像机像面上的成像点；A4：图像采集：通过摄像机对三维立体空间内的运动物体图像进行采集；A5：物体轮廓分割：从采集的图像中分割出物体轮廓；A6：...

【技术特征摘要】
1.一种基于多摄像机的实时三维点云重建方法，其特征在于，包括：A1：搭建多摄像机同步采集系统：选择一个封闭的三维立体空间，并在三维立体空间的四周合适位置上固定安装一定数目的摄像机，摄像机拍摄的环境要求为单一颜色的静态背景，控制灯源，使得空间内部的光照均匀；A2：多摄像机系统标定：确定各个摄像机的空间方位和内部参数；A3：建立投影查找表：将三维立体空间均分为若干个相同的粒块，并标定粒块的中心点位置坐标，依据摄像机的空间方位信息和内部参数得到各粒块中心点在各个摄像机像面上的成像点；A4：图像采集：通过摄像机对三维立体空间内的运动物体图像进行采集；A5：物体轮廓分割：从采集的图像中分割出物体轮廓；A6：三维重建：通过步骤A5获得t时刻多视图物体轮廓图像数据后，利用摄像机标定信息、捕捉粒块的三维位置信息以及投影查找表，得到动态的物体重建数据。2.根据权利要求1所述的基于多摄像机的实时三维点云重建方法，其特征在于，所述多摄像机系统标定方法为：1)采用常规的摄像机标定方法标定各个摄像机的内部参数，所述内部参数包括摄像机焦距、摄像机主点坐标以及成像畸变参数；2)在三维立体空间地面上平铺合适大小的标定网格板，使得各个摄像机都能够覆盖成像；3)标定网格一角定义世界坐标系，各个摄像机对标定网格板拍摄，由已标定的摄像机内部参数、标定网格板各网格点在世界坐标系上的位置坐标以及各摄像机得到的标定网格板中各网格点的像素坐标，并通过位姿估计的方法计算出摄像机的方位信息。3.根据权利要求1所述的基于多摄像机的实时三维点云重建方法，其特征在于，所述物体轮廓分割的操作方法为，通过对其中任一台摄像机采集的图像的RGB各通道图像与该摄像机对应的背景图像的RGB各通道图像对比，获得分割后的物体轮廓图像的RGB各通道图像，得到物体轮廓像素点集合。4.根据权利要求3所述的基于多摄像机的实时三维点云重建方法，其特征在于，所述三维重建的具体步骤如下：B1：给定一个粒块的二进制串状态变量，并初始化；B2:对每一幅分割得到的物体轮廓图像进行以下扫描操作:通过对应于该摄像机的投影查找表，依次对其中的属于前景物体轮廓区域的像素点集合的各像素点查找到对应的粒块序号集合，并将每一个粒块序号对应粒块的状态变量进行更新赋值；B3：按照B2所述方法对t时刻多视图所有物体轮廓图像进行扫描操作结束后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓华，张政，
申请(专利权)人：深圳市鹰眼在线电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44