一种基于2D视觉图像的三维重建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于2D视觉图像的三维重建方法，包括：利用相机采集序列图像；对任一图像进行特征点提取，并求得任一图像对应的描述子；根据图像的描述子之间的汉明距离并确定匹配对；根据图像的匹配对上的特征点求得图像帧的旋转R和平移t；根据相邻帧的图像的旋转R和平移t，求得匹配对的重投影误差，并优化旋转R和平移t；将优化后的旋转R和平移t作为输入，并提取图像帧边缘点并最优化光度误差，从而匹配边缘点；对匹配上的边缘点进行三角测量从而得到稠密三维点云，以实现三维重建。通过上述方案，本发明专利技术具有逻辑简单、重建可靠、适应能力强等优点，在图像处理技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于2D视觉图像的三维重建方法
本专利技术涉及图像处理
，尤其是一种基于2D视觉图像的三维重建方法。
技术介绍
三维重建是计算机视觉领域的核心研究内容之一，输入为视觉图像或激光点云等传感器信息，其通过获取这些连续图像或激光点云的潜在信息，根据算法模型，最终输出目标区域的三维地图和传感器行径轨迹。目前，现有技术中已经存在很多有效的三维重建算法，但大部分是通过激光雷达和深度相机获取的，但由于传感器体积和成本的限制，很多情况下只能使用普通的2D相机获取图像信息，而现有的基于2D视觉图像的三维重建算法得到的点云地图都过于稀疏或适应性不强导致地图不连续。因此，如何将使用2D视觉图像生成稠密的三维地图且对环境的适应性较强仍是一大研究挑战，其研究成果也具有很高的应用价值。现有技术中也有三维重建相关算法，如专利申请号为“201711283596.0”、名称为“一种面向深度相机的高精度三维重建方法和系统”的中国专利技术专利，其根据深度相机从不同角度获取真实场景的多对图像，每对图像包括彩色图像和深度图像；根据特征点检测算法获取各彩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于2D视觉图像的三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：/n利用相机采集序列图像；/n对任一图像进行特征点提取，并求得任一图像对应的描述子；/n根据图像的描述子之间的汉明距离并确定匹配对；/n根据图像的匹配对上的特征点求得图像帧的旋转R和平移t；/n根据相邻帧的图像的旋转R和平移t，求得匹配对的重投影误差，并优化旋转R和平移t；/n将优化后的旋转R和平移t作为输入，并提取图像帧边缘点并最优化光度误差，从而匹配边缘点；/n对匹配上的边缘点进行三角测量从而得到稠密三维点云，以实现三维重建。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于2D视觉图像的三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用相机采集序列图像；
对任一图像进行特征点提取，并求得任一图像对应的描述子；
根据图像的描述子之间的汉明距离并确定匹配对；
根据图像的匹配对上的特征点求得图像帧的旋转R和平移t；
根据相邻帧的图像的旋转R和平移t，求得匹配对的重投影误差，并优化旋转R和平移t；
将优化后的旋转R和平移t作为输入，并提取图像帧边缘点并最优化光度误差，从而匹配边缘点；
对匹配上的边缘点进行三角测量从而得到稠密三维点云，以实现三维重建。


2.根据权利要求1所述的一种基于2D视觉图像的三维重建方法，其特征在于，所述利用相机采集序列图像，采用数个相机并以不低于30帧/秒的速度对目标区域进行图像采集。


3.根据权利要求2所述的一种基于2D视觉图像的三维重建方法，其特征在于，还包括配置惯性测量单元或GPS模块获取相机拍摄的图像的位置。


4.根据权利要求1所述的一种基于2D视觉图像的三维重建方法，其特征在于，所述对任一图像进行特征点提取，并求得任一图像对应的描述子，其表达式为：






其中，p(x)和p(y)为分别点x和...

【专利技术属性】
技术研发人员：余世杰，贺骥，杨辉，费越，桂仲成，
申请(专利权)人：成都圭目机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51