一种三维轮廓重建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种三维轮廓重建方法及装置，通过获取图像采集装置采集到待处理图像，其中，所述待处理图像为所述图像采集装置所采集的点阵结构光发生装置投射至待测路面的点阵结构光在所述待测路面所形成的光斑图像。对所述待处理图像进行图像处理，利用预先建立的函数关系模型获得经过图像处理后的待处理图像的三维空间坐标信息，根据所述三维空间坐标信息获得所述待测路面的三维轮廓重建信息。该方法及装置采用图像采集装置加点阵结构光结合曲线拟合标定算法提取待测图像的信息从而实现三维轮廓重建，该方案结构简单，计算复杂度低，易于实现和推广。

A method and device of 3D contour reconstruction

【技术实现步骤摘要】
一种三维轮廓重建方法及装置
本专利技术涉及智能路径检测
，具体而言，涉及一种三维轮廓重建方法及装置。
技术介绍
无人驾驶在智能交通、汽车安全辅助驾驶、车辆的自动或遥控驾驶、工厂、仓库的巡逻等方面有着广泛的应用背景。同时，无人车又称为轮式机器人，在军事、航天方向也有很大的用途。智能车发展的最终目的是用自动驾驶技术取代人工驾驶。无人驾驶可以不间断的连续驾驶，降低了因疲劳驾驶引起的交通事故，解决了酒驾问题；无人车会按照预先设定的程序遵守交通规则行驶，有效降低了由于不遵守交通规则而引起的事故率。近年来基于计算机视觉的智能车辆主动安全系统逐渐成为各汽车制造厂商和科研机构中的研究热点。作为智能车辆视觉导航主动安全系统不可缺少的一部分，障碍物三维检测的研究也受到了广泛的重视。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于，提供一种三维轮廓重建方法及装置以改善上述问题。本专利技术实施例提供一种三维轮廓重建方法，应用于三维轮廓重建系统中的数据处理设备，所述三维轮廓重建系统还包括点阵结构光发生装置及与所述数据处理设备通信连接的图像采集装置，所述方法包括：获取所述图像采集装置采集到的待处理图像，其中，所述待处理图像为所述图像采集装置所采集的所述点阵结构光发生装置投射至待测路面的点阵结构光在所述待测路面所形成的光斑图像；对所述待处理图像进行图像处理，利用预先建立的函数关系模型获得经过图像处理后的待处理图像的三维空间坐标信息，根据所述三维空间坐标信息获得所述待测路面的三维轮廓重建信息。进一步地，所述函数关系模型通过以下步骤获得：获取所述图像采集装置采集的标定图像，其中，所述标定图像为所述图像采集装置所采集的所述点阵结构光发生装置投射至标定板的点阵结构光在所述标定板所形成的光斑图像；根据所述标定图像中光斑的像素坐标信息及投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标信息建立函数关系模型。进一步地，所述标定板上划设有坐标轴，所述根据所述标定图像中光斑的像素坐标信息及投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标信息建立函数关系模型的步骤包括：对照所述坐标轴获得投射在所述标定板的光斑在所述坐标轴上的第一标定坐标值；获取所述图像采集装置距离所述标定板的距离值；结合所述第一标定坐标值与所述距离值得到投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标值；对所述标定图像进行图像处理，获得所述标定图像中光斑的像素坐标值；建立投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标值与所述标定图像中光斑的像素坐标值之间的函数关系模型。进一步地，所述对所述待处理图像进行图像处理，利用预先建立的函数关系模型获得经过图像处理后的待处理图像的三维空间坐标信息，根据所述三维空间坐标信息获得所述待测路面的三维轮廓重建信息的步骤包括：提取所述待处理图像中的光斑的第一坐标值；根据所述待处理图像中的光斑的第一坐标值和预先建立的函数关系模型得到所述待处理图像在三维空间的第二坐标值；根据所述待处理图像在三维空间的第二坐标值进行三维空间曲面拟合，获得所述待测路面的三维轮廓重建信息。进一步地，所述提取所述待处理图像中的光斑的第一坐标值的步骤包括：对所述待处理图像进行阈值分割，以滤除所述待处理图像中包含的背景图像；对阈值分割后的待处理图像进行边缘检测，以获得所述待处理图像中的光斑的外缘；获得所述光斑的外缘内所包含的所有像素点的坐标，利用所述所有像素点的坐标计算出所述待处理图像的光斑的第一坐标值。本专利技术实施例还提供一种三维轮廓重建装置，应用于三维轮廓重建系统中的数据处理设备，所述三维轮廓重建系统还包括点阵结构光发生装置及与所述数据处理设备通信连接的图像采集装置，所述三维轮廓重建装置包括第一图像获取模块和图像处理模块：所述第一图像获取模块，用于获取所述图像采集装置采集到的待处理图像，其中，所述待处理图像采集装置所采集的所述点阵结构光发生装置投射至待测路面的点阵结构光在所述待测路面所形成的光斑图像；所述图像处理模块，用于对所述待处理图像进行图像处理，利用预先建立的函数关系模型获得经过图像处理后的待处理图像的三维空间坐标信息，根据所述三维空间坐标信息获得所述待测路面的三维轮廓重建信息。进一步地，获得所述函数关系模型的步骤，所述三维轮廓重建装置还包括第二图像获取模块和数据处理模块，用于获得所述函数关系模型：所述第二图像获取模块，用于获取所述图像采集装置采集的标定图像，其中，所述标定图像为所述图像采集装置所采集的所述点阵结构光发生装置投射至标定板的点阵结构光在所述标定板所形成的光斑图像；所述数据处理模块，用于根据所述标定图像中光斑的像素坐标信息及投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标信息建立函数关系模型。进一步地，所述数据处理模块包括第一获取单元、第二获取单元、第一数据处理单元、图像处理单元和第二数据处理单元；所述第一获取单元，用于对照所述坐标轴获得投射在所述标定板的光斑在所述坐标轴上的第一标定坐标值；所述第二获取单元，用于获取所述图像采集装置距离所述标定板的距离值；所述第一数据处理单元，用于结合所述第一标定坐标值与所述距离值得到投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标值；所述图像处理单元，用于对所述标定图像进行图像处理，获得所述标定图像中光斑的像素坐标值；所述第二数据处理单元，用于建立投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标值与所述标定图像中光斑的像素坐标值之间的函数关系模型。进一步地，所述图像处理模块包括提取单元、第三数据处理单元和拟合单元；所述提取单元，用于提取所述待处理图像中的光斑的第一坐标值；所述第三数据处理单元，用于根据所述待处理图像中的光斑的第一坐标值和预先建立的函数关系模型得到所述待处理图像在三维空间的第二坐标值；所述拟合单元，用于根据所述待处理图像在三维空间的第二坐标值进行三维空间曲面拟合，获得所述待测路面的三维轮廓重建信息。进一步地，所述提取单元包括第一图像处理子单元、第二图像处理子单元和数据处理子单元；所述第一图像处理子单元，用于对所述待处理图像进行阈值分割，以滤除所述待处理图像中包含的背景图像；所述第二图像处理子单元，用于对阈值分割后的待处理图像进行边缘检测，以获得所述待处理图像中的光斑的外缘；所述数据处理子单元，用于获得所述光斑的外缘内所包含的所有像素点的坐标，利用所述所有像素点的坐标计算出所述待处理图像的光斑的第一坐标值。本专利技术实施例提供一种三维轮廓重建方法及装置，通过获取图像采集装置采集到的待处理图像，其中，所述待处理图像为所述图像采集装置所采集的所述点阵结构光发生装置投射至待测路面的点阵结构光在所述待测路面所形成的光斑图像。对所述待处理图像进行图像处理，利用预先建立的函数关系模型获得经过图像处理后的待处理图像的三维空间坐标信息，根据所述三维空间坐标信息获得所述待测路面的三维轮廓重建信息。该方法及装置采用图像采集装置加点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维轮廓重建方法，其特征在于，应用于三维轮廓重建系统中的数据处理设备，所述三维轮廓重建系统还包括点阵结构光发生装置及与所述数据处理设备通信连接的图像采集装置，所述方法包括：/n获取所述图像采集装置采集到的待处理图像，其中，所述待处理图像为所述图像采集装置所采集的所述点阵结构光发生装置投射至待测路面的点阵结构光在所述待测路面所形成的光斑图像；/n对所述待处理图像进行图像处理，利用预先建立的函数关系模型获得经过图像处理后的待处理图像的三维空间坐标信息，根据所述三维空间坐标信息获得所述待测路面的三维轮廓重建信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维轮廓重建方法，其特征在于，应用于三维轮廓重建系统中的数据处理设备，所述三维轮廓重建系统还包括点阵结构光发生装置及与所述数据处理设备通信连接的图像采集装置，所述方法包括：
获取所述图像采集装置采集到的待处理图像，其中，所述待处理图像为所述图像采集装置所采集的所述点阵结构光发生装置投射至待测路面的点阵结构光在所述待测路面所形成的光斑图像；
对所述待处理图像进行图像处理，利用预先建立的函数关系模型获得经过图像处理后的待处理图像的三维空间坐标信息，根据所述三维空间坐标信息获得所述待测路面的三维轮廓重建信息。


2.根据权利要求1所述的三维轮廓重建方法，其特征在于，所述函数关系模型通过以下步骤获得：
获取所述图像采集装置采集的标定图像，其中，所述标定图像为所述图像采集装置所采集的所述点阵结构光发生装置投射至标定板的点阵结构光在所述标定板所形成的光斑图像；
根据所述标定图像中光斑的像素坐标信息及投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标信息建立函数关系模型。


3.根据权利要求2所述的三维轮廓重建方法，其特征在于，所述标定板上划设有坐标轴，所述根据所述标定图像中光斑的像素坐标信息及投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标信息建立函数关系模型的步骤包括：
对照所述坐标轴获得投射在所述标定板的光斑在所述坐标轴上的第一标定坐标值；
获取所述图像采集装置距离所述标定板的距离值；
结合所述第一标定坐标值与所述距离值得到投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标值；
对所述标定图像进行图像处理，获得所述标定图像中光斑的像素坐标值；
建立投射在所述标定板的光斑的三维空间坐标值与所述标定图像中光斑的像素坐标值之间的函数关系模型。


4.根据权利要求1所述的三维轮廓重建方法，其特征在于，所述对所述待处理图像进行图像处理，利用预先建立的函数关系模型获得经过图像处理后的待处理图像的三维空间坐标信息，根据所述三维空间坐标信息获得所述待测路面的三维轮廓重建信息的步骤包括：
提取所述待处理图像中的光斑的第一坐标值；
根据所述待处理图像中的光斑的第一坐标值和预先建立的函数关系模型得到所述待处理图像在三维空间的第二坐标值；
根据所述待处理图像在三维空间的第二坐标值进行三维空间曲面拟合，获得所述待测路面的三维轮廓重建信息。


5.根据权利要求4所述的三维轮廓重建方法，其特征在于，所述提取所述待处理图像中的光斑的第一坐标值的步骤包括：
对所述待处理图像进行阈值分割，以滤除所述待处理图像中包含的背景图像；
对阈值分割后的待处理图像进行边缘检测，以获得所述待处理图像中的光斑的外缘；
获得所述光斑的外缘内所包含的所有像素点的坐标，利用所述所有像素点的坐标计算出所述待处理图像的光斑的第一坐标值。


6.一种三维轮廓重建装置，其特征在于，应用于三维轮廓重建系统中的数据处理设备，所述三维轮廓重建系统还包括点阵结构光发生装置及与所述数据处理设备通信连接的图像采集装置，所述三维轮廓重建装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文涛，
申请(专利权)人：浙江宇视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33