具好的场景易用性的单目图像三维重建方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及测量领域，尤其涉及一种具好的场景易用性的单目图像三维重建方法、系统及装置。单目图像三维重建方法包括以下步骤：拍摄得到一二维图像；分割所述二维图像，得到对应三维空间中的多个参考平面；根据多个参考平面完成所述二维图像所对应的三维重建；提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，完成所有物体的三维重建。本发明专利技术提供的具好的场景易用性的单目图像三维重建方法、系统及装置，利用单目对平面的三维重建能力，首先创建参考平面，然后基于参考平面把图像中的每个物体点映射到每个模拟平面，来获得每个物体点的深度，完成整个图像的三维重建。其结构简单，实现容易，有很好的场景易用性。

3D reconstruction method, system and device of monocular image with good scene usability

【技术实现步骤摘要】
具好的场景易用性的单目图像三维重建方法、系统及装置本案是以申请号为201811009447.X，申请日为2018年8月31日，名称为《基于参考平面的单目图像三维重建方法、系统及装置》的专利申请为母案的分案申请。
本专利技术涉及测量领域，尤其涉及一种具好的场景易用性的单目图像三维重建方法、系统及装置。
技术介绍
图像三维重建应用于各个领域。单目视觉结构简单，应用方便，在不借助已知标准物的前提下，只能对图像中指定的单个平面上的物体进行三维重建。双目立体视觉模拟人眼功能，通过视差完成三维重建，与单目视觉相比，能够对图像中所有物体进行三维重建，但双目立体视觉具有结构复杂、精确校准过程困难，对应点匹配误差大的缺点，在物体表面特征点较稀疏的场景中，很难获得精确的形状完成三维重建。结构光摄像头需要配合激光投射器、光学衍射元件及红外摄像头等核心器件，通过红外摄像头捕捉到扩散的红外散斑，算出各个点的深度信息，但光学衍射元件成本较高，非一般用户所能承受。高成本的三维激光扫描仪，及双目立体相机的都有较高的要求，因此需要一个更好的替代方案来解决此问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种具好的场景易用性的的单目图像三维重建方法、系统及装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的第一技术方案为：一种具好的场景易用性的单目图像三维重建方法，包括以下步骤：S1、拍摄得到一二维图像，所述二维图像的内容为需要三维重建的场景；S2、分割所述二维图像，得到对应三维空间中的多个参考平面；S3、根据多个参考平面完成所述二维图像所对应的三维重建；S4、提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，完成所有物体的三维重建。本专利技术采用的第二技术方案为：一种具好的场景易用性的单目图像三维重建系统，包括一个或多个处理器及存储器，所述存储器存储有程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：S1、拍摄得到一二维图像，所述二维图像的内容为需要三维重建的场景；S2、分割所述二维图像，得到对应三维空间中的多个参考平面；S3、根据多个参考平面完成所述二维图像所对应的三维重建；S4、提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，完成所有物体的三维重建。本专利技术采用的第三技术方案为：一种具好的场景易用性的单目图像三维重建装置，包括相互连接的摄像头和三维重建单元，所述摄像头被配置为拍摄得到一二维图像，所述二维图像的内容为需要三维重建的场景；所述三维重建单元被配置为分割所述二维图像，得到对应三维空间中的多个参考平面；根据多个参考平面完成所述二维图像所对应的三维重建；提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，完成所有物体的三维重建。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的具好的场景易用性的单目图像三维重建方法、系统及装置，利用单目对平面的三维重建能力，首先创建参考平面，然后基于参考平面把图像中的每个物体点映射到每个模拟平面，来获得每个物体点的深度，完成整个图像的三维重建。其结构简单，实现容易，有很好的场景易用性。附图说明图1为本专利技术的基于参考平面的单目图像三维重建方法的步骤流程图；图2为本专利技术的基于参考平面的单目图像三维重建系统的结构示意图；图3为本专利技术的基于参考平面的单目图像三维重建系统的投影点平面重建示意图；标号说明：1、处理器；2、存储器。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。请参照图1，一种基于参考平面的单目图像三维重建方法，包括以下步骤：S1、拍摄得到一二维图像，所述二维图像的内容为需要三维重建的场景；S2、分割所述二维图像，得到对应三维空间中的多个参考平面；S3、根据多个参考平面完成所述二维图像所对应的三维重建；S4、提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，完成所有物体的三维重建。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的基于参考平面的单目图像三维重建方法，利用单目对平面的三维重建能力，首先创建参考平面，然后基于参考平面把图像中的每个物体点映射到每个模拟平面，来获得每个物体点的深度，完成整个图像的三维重建。进一步的，步骤S1具体为：旋转摄像头至需要三维重建的场景区域后，通过摄像头对场景区域进行图像拍摄，得到一二维图像；步骤S2具体为：使用分类模型对二维图像进行分析，分割出对应三维空间中的多个参考平面；步骤S3具体为：将所述摄像头的光轴到参考平面的平移向量及旋转向量代入参考平面的三维参考坐标系和二维图像坐标系之间的映射模型中，完成二维图像中参考平面的三维重建；步骤S4具体为：提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，得到所述物体点所在的平面，将所述物体点所对应的摄像头的光轴到参考平面的平移向量及旋转向量代入物体点平面的三维参考坐标系和二维图像坐标系之间的映射模型中，完成二维图像中所有物体的三维重建。进一步的，步骤S2还包括：将所述二维图像中属于参考平面区域的像素标记为参考平面类型，所述二维图像中不属于参考平面区域的像素标记为非参考平面类型。参阅图2，本专利技术还提供的一种基于参考平面的单目图像三维重建系统，包括一个或多个处理器1及存储器2，所述存储器2存储有程序，该程序被处理器1执行时实现以下步骤：S1、拍摄得到一二维图像，所述二维图像的内容为需要三维重建的场景；S2、分割所述二维图像，得到对应三维空间中的多个参考平面；S3、根据多个参考平面完成所述二维图像所对应的三维重建；S4、提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，完成所有物体的三维重建。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的基于参考平面的单目图像三维重建系统，利用单目对平面的三维重建能力，首先创建参考平面，然后基于参考平面把图像中的每个物体点映射到每个模拟平面，来获得每个物体点的深度，完成整个图像的三维重建。进一步的，该程序被所述处理器执行时进一步实现包括以下步骤：步骤S1具体为：旋转摄像头至需要三维重建的场景区域后，通过摄像头对场景区域进行图像拍摄，得到一二维图像；步骤S2具体为：使用分类模型对二维图像进行分析，分割出对应三维空间中的多个参考平面；步骤S3具体为：将所述摄像头的光轴到参考平面的平移向量及旋转向量代入参考平面的三维参考坐标系和二维图像坐标系之间的映射模型中，完成二维图像中参考平面的三维重建；步骤S4具体为：提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，得到所述物体点所在的平面，将所述物体点所对应的摄像头的光轴到参考平面的平移向量及旋转向量代入物体点平面的三维参考坐标系和二维图像坐标系之间的映射模型中，完成二维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具好的场景易用性的单目图像三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、拍摄得到一二维图像，所述二维图像的内容为需要三维重建的场景；/nS2、分割所述二维图像，得到对应三维空间中的多个参考平面；/nS3、根据多个参考平面完成所述二维图像所对应的三维重建；/nS4、提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，完成所有物体的三维重建；/n步骤S1具体为：/n旋转摄像头至需要三维重建的场景区域后，通过摄像头对场景区域进行图像拍摄，得到一二维图像；/n步骤S2具体为：/n使用分类模型对二维图像进行分析，分割出对应三维空间中的多个参考平面；/n步骤S3具体为：/n将所述摄像头的光轴到参考平面的平移向量及旋转向量代入参考平面的三维参考坐标系和二维图像坐标系之间的映射模型中，完成二维图像中参考平面的三维重建；/n步骤S4具体为：/n提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，得到所述物体点所在的平面，将所述物体点所对应的摄像头的光轴到参考平面的平移向量及旋转向量代入物体点平面的三维参考坐标系和二维图像坐标系之间的映射模型中，完成二维图像中所有物体的三维重建；/n所述步骤S2还包括：/n预先采集大量同类应用场景图片，使用SLIC算法对所述采集的同类应用场景图片进行超像素处理，得到图像颜色与纹理的分布情况；/n对具有相同特性的超像素进行分组；/n对采集的同类应用场景图像进行超像素分组后，对分组进行标注，标注出是参考平面还是非参考平面，再通过深度学习创建分类模型。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具好的场景易用性的单目图像三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、拍摄得到一二维图像，所述二维图像的内容为需要三维重建的场景；
S2、分割所述二维图像，得到对应三维空间中的多个参考平面；
S3、根据多个参考平面完成所述二维图像所对应的三维重建；
S4、提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，完成所有物体的三维重建；
步骤S1具体为：
旋转摄像头至需要三维重建的场景区域后，通过摄像头对场景区域进行图像拍摄，得到一二维图像；
步骤S2具体为：
使用分类模型对二维图像进行分析，分割出对应三维空间中的多个参考平面；
步骤S3具体为：
将所述摄像头的光轴到参考平面的平移向量及旋转向量代入参考平面的三维参考坐标系和二维图像坐标系之间的映射模型中，完成二维图像中参考平面的三维重建；
步骤S4具体为：
提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，得到所述物体点所在的平面，将所述物体点所对应的摄像头的光轴到参考平面的平移向量及旋转向量代入物体点平面的三维参考坐标系和二维图像坐标系之间的映射模型中，完成二维图像中所有物体的三维重建；
所述步骤S2还包括：
预先采集大量同类应用场景图片，使用SLIC算法对所述采集的同类应用场景图片进行超像素处理，得到图像颜色与纹理的分布情况；
对具有相同特性的超像素进行分组；
对采集的同类应用场景图像进行超像素分组后，对分组进行标注，标注出是参考平面还是非参考平面，再通过深度学习创建分类模型。


2.根据权利要求1所述的具好的场景易用性的单目图像三维重建方法，其特征在于，步骤S2还包括：
将所述二维图像中属于参考平面区域的像素标记为参考平面类型，所述二维图像中不属于参考平面区域的像素标记为非参考平面类型。


3.一种具好的场景易用性的单目图像三维重建系统，其特征在于，包括一个或多个处理器及存储器，所述存储器存储有程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
S1、拍摄得到一二维图像，所述二维图像的内容为需要三维重建的场景；
S2、分割所述二维图像，得到对应三维空间中的多个参考平面；
S3、根据多个参考平面完成所述二维图像所对应的三维重建；
S4、提取所述二维图像中所有物体在其对应的参考平面上的投影点，完成所有物体的三维重建；
步骤S1具体为：
旋转摄像头至需要三维重建的场景区域后，通过摄像头对场景区域进行图像拍摄，得到一二维图像；
步骤S2具体为：
使用分类模型对二维图像进行分析，分割出对应三维空间中的多个参考平面；
步骤S3具体为：
将所述摄像头的光轴到参考平面的平移向量及旋转向量代入参考平面的三维参考坐标系和二维图像坐标系之间的映射模型中，完成二维图像中参考平面的三维重建；
步骤S4具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：林大甲，黄宗荣，江世松，郑敏忠，
申请(专利权)人：金钱猫科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35