The utility model is a three-dimensional reconstruction system based on a monocular stereo vision camera. The system consists of an imaging system, a manipulator, a posture feedback system and a light source system, in which the manipulator is a three axis revolving manipulator, including a concentric axis connected to the imaging system and a first rotating shaft connected with the light source system. As well as the second rotating shaft for rotation, the manipulator is used to move the light source system to any point within the removable range. The pose feedback system is connected with the manipulator and the light source system. By reading the rotation information of the three axes of the manipulator, the relative position relationship between the light source of the light source system and the image system is obtained. The new method can simulate the effect of multi light source with the same light source, and greatly improve the precision of the three-dimensional reconstruction of the photometric. In addition, it has very high portability, which lays a foundation for the photometric stereo vision.
【技术实现步骤摘要】
一种基于单目立体视觉相机的三维重建系统
本技术涉及一种单目立体视觉中的光度三维重建领域,特别涉及一种基于单目立体视觉相机的三维重建系统。
技术介绍
二维图像是由三维场景投影得到的,其中包含着各种三维信息,如亮度、纹理、阴影、轮廓等。由图像的不同信息恢复物体三维形状的方法被统称为ShapeFromX问题。理论上,如果场景中物体与物体之间或物体各个部分之间的相互反射可以忽略的话,那么曲面上一个小曲面块所反射的光强就只与光照强度、相机拍摄角度、物体表面法向和物体表面反射率有关。如果把这些参数之间的关系用一个重构函数来表示,就可以从图像的像素亮度获得表面法向,通过表面法向就可以得到物体的三维数据。如果材料的物理参数已知(如:材料的反射率),重构函数可以根据所对应的材料和光照条件假设一个合适的光照模型来获得,否则,也可以通过一个和被测物体材料相同且形状已知的标准参照物来获得。光度立体视觉技术(ThePhotometricStereo,简称PMS)最早是由R.J.Woodham提出的,其假设了一个已知的重构函数,即理想的朗伯体反射模型。采用一个相机和几个发光强度相同的光源,保持相机和所拍摄的物体不动,通过改变光源的方向,同时拍摄物体在不同光源照射条件下的一组图像,然后根据这些图像计算出物体的表面法向,由计算出的表面法向求解出物体表面的三维形状。实验表明,利用两幅具有不同光照几何特性的灰度图像来获得表面法向,利用三幅图像就可以获得一个漫反射表面的表面法向和反射率。经典的PMS技术是通过对目标物体加不同的光照变化,并记录光照参数来计算目标物体的表面高度。一般而言,相机拍摄 ...
【技术保护点】
1.一种基于单目立体视觉相机的三维重建系统,其特征在于,包括成像系统(3)、机械臂(1)、位姿反馈系统以及光源系统(2),其中,机械臂(1)为三轴可旋转式机械臂,包括分别与成像系统(3)连接的同心轴(1‑1)、与光源系统(2)连接的第一转轴(1‑2),以及用于自转的第二转轴(1‑3),机械臂(1)用于将光源系统(2)移动到可移动范围内的任意点,所述位姿反馈系统与机械臂(1)和光源系统(2)连接,通过读取机械臂(1)的三个轴的旋转信息,得到光源系统(2)的光源和成像系统(3)的相对位置关系。
【技术特征摘要】
1.一种基于单目立体视觉相机的三维重建系统,其特征在于,包括成像系统(3)、机械臂(1)、位姿反馈系统以及光源系统(2),其中,机械臂(1)为三轴可旋转式机械臂,包括分别与成像系统(3)连接的同心轴(1-1)、与光源系统(2)连接的第一转轴(1-2),以及用于自转的第二转轴(1-3),机械臂(1)用于将光源系统(2)移动到可移动范围内的任意点,所述位姿反馈系统与机械臂(1)和光源系统(2)连接,通过读取机械臂(1)的三个轴的旋转信息,得到光源系统(2)的光源和成像系统(3)的相对位置关系。2.根据权利要求1所述的一种基于单目立体视觉相机的三维重建系统,其特征在于,所述机械臂(1)的同心轴(1-1)与成像系统(3...
【专利技术属性】
技术研发人员:王飞,张天昱,刘扬,崔珊珊,郭宇,王璇,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:新型
国别省市:陕西,61
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