三维点云信息的采集方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种三维点云信息的采集方法、装置及电子设备，属于三维建模技术领域。三维点云信息的采集方法，包括：通过N个摄像头分别采集目标物体表面的图像，图像包括目标物体表面的结构光图案，N个摄像头中，至少存在两个镜头光圈不同的摄像头，其中，N为大于1的整数；根据各图像确定目标物体表面的三维点云信息。能够对表面不同区域反射率差异较大的目标物体，进行更加精准的三维点云信息采集。

【技术实现步骤摘要】
三维点云信息的采集方法、装置及电子设备
本专利技术涉及三维建模
，具体而言，涉及一种三维点云信息的采集方法、装置及电子设备。
技术介绍
利用基于结构光的三维测量技术可以精确地获取待测目标的三维形貌信息。基于结构光的三维测量，通常用到结构光模组和摄像头。令结构光模组投射预先设定的结构光图案至目标物体的表面，然后用摄像头抓拍上述图案在目标物体表面的投射图像。使用这些照片，并对其进行结构光解算，就可以获得目标物体表面的三维信息。然而，当目标物体表面的反射率变化范围较大时，即目标物体表面存在高反射区域(如金属、陶瓷等)和低反射区域(如黑色哑光物体)，则由于结构光模组投射的光的亮度或摄像头曝光时间设置固定，最终由摄像头抓拍到的带有结构光的目标物体表面的图像会部分区域发生过曝光(高反射区域)或欠曝光(低反射区域)的情况，导致根据摄像头采集的目标物体表面的图像无法识别得到三维点云信息的问题，或三维点云信息出现部分区域存在空洞的问题，从而造成三维点云信息精确度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三维点云信息的采集方法、装置及电子设备，能够对表面不同区域反射率差异较大的目标物体，进行更加精准的三维点云信息采集。本专利技术的实施例是这样实现的：本专利技术实施例的一方面，提供一种三维点云信息的采集方法，包括：通过N个摄像头分别采集目标物体表面的图像，图像包括目标物体表面的结构光图案，N个摄像头中，至少存在两个镜头光圈不同的摄像头，其中，N为大于1的整数；根据各图像确定目标物体表面的三维点云信息。可选地，根据各图像确定目标物体表面的三维点云信息，包括：分别获取各图像所对应的三维点云；将各三维点云进行拼接融合，得到目标物体表面的三维点云信息。可选地，分别获取各图像所对应的三维点云，包括：对各图像中的每个图像：获取目标物体表面每个空间点对应的结构光参考坐标；获取目标物体表面每个空间点在图像中对应的结构光坐标；根据结构光参考坐标以及结构光坐标，确定图像对应的目标物体表面的三维点云。可选地，将各三维点云进行拼接融合，得到目标物体表面的三维点云信息，包括：根据各摄像头之间的位置关系，获取各摄像头之间的坐标转换矩阵；根据坐标转换矩阵，将各图像所对应的三维点云转换至同一坐标系下；将同一坐标系下的各三维点云拼接融合，得到目标物体表面的三维点云信息。可选地，各摄像头的镜头前端中心位于同一直线上，且直线与目标物体的测量基准面平行。可选地，结构光图案通过结构光模组投射在目标物体表面，结构光模组的光轴与目标物体的测量基准面法线间的夹角，等于N个摄像头中镜头光圈最小的一个摄像头的光轴与目标物体的测量基准面法线间的夹角。可选地，每个摄像头的镜头前设置有滤光片，滤光片的通光谱段与结构光模组的发光谱段一致。可选地，N个摄像头分别采集目标物体表面的图像时，图像采集时间相同。本专利技术实施例的另一方面，提供一种三维点云信息的采集装置，包括：采集模块，用于通过N个摄像头分别采集目标物体表面的图像，图像包括目标物体表面的结构光图案，N个摄像头中，至少存在两个镜头光圈不同的摄像头，其中，N为大于1的整数；计算模块，用于根据各图像确定目标物体表面的三维点云信息。本专利技术实施例的又一方面，提供一种电子设备，包括处理器、存储介质和总线，存储介质存储有处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，处理器与存储介质之间通过总线通信，处理器执行机器可读指令，以执行上述的三维点云信息的采集方法。本专利技术实施例的有益效果包括：本专利技术实施例提供的一种三维点云信息的采集方法，可以首先通过N个摄像头分别采集目标物体表面的图像，其中，该图像包括目标物体表面的结构光图案，N个摄像头中，至少存在两个镜头光圈不同的摄像头，且N为大于1的整数。之后根据各图像确定目标物体表面的三维点云信息。通过设置的N(N为大于1的整数)个摄像头分别采集目标物体表面的图像，由于各摄像头中，存在至少两个镜头光圈不同的摄像头，因此，采集得到的各图像中，至少存在两个曝光度不同的图像，从而通过曝光不同的图像能够相互弥补目标物体表面高反射区域和低反射区域的曝光效果，进而根据各图像能够对高反射区域和低反射区域分别进行较好的解算，以使最终确定的目标物体表面的三维点云信息更加准确，且不易出现存在空洞的情况。并且，通过该方法进行目标物体表面三维点云信息的获取，避免了对目标物体进行重复多次的图像采集，从而提高了获取目标物体表面三维点云信息的测量时间，提高测量效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的三维点云信息的采集方法的流程示意图之一；图2为本专利技术实施例提供的三维点云信息的采集方法的流程示意图之二；图3为本专利技术实施例提供的三维点云信息的采集方法的流程示意图之三；图4为本专利技术实施例提供的三维点云信息的采集方法的流程示意图之四；图5为本专利技术实施例提供的三维点云信息的采集装置的结构示意图之一；图6为本专利技术实施例提供的三维点云信息的采集装置的结构示意图之二；图7为本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。本专利技术实施例提供一种三维点云信息的采集方法，如图1所示，包括：S101：通过N个摄像头分别采集目标物体表面的图像，图像包括目标物体表面的结构光图案，N个摄像头中，至少存在两个镜头光圈不同的摄像头。其中，N为大于1的整数；S102：根据各图像确定目标物体表面的三维点云信息。在该方法中，目标物体表面的结构光图案通常通过结构光模组投射在目标物体的表面。其中，结构光图案的具体图样，可以为线阵结构光、点阵结构光等，此处不做限制。其中，N个摄像头，且至少存在两个光圈不同的摄像头，示例地，可以是一个小光圈摄像头和一个大光圈摄像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维点云信息的采集方法，其特征在于，所述方法包括：/n通过N个摄像头分别采集目标物体表面的图像，所述图像包括目标物体表面的结构光图案，所述N个摄像头中，至少存在两个镜头光圈不同的摄像头，其中，N为大于1的整数；/n根据各所述图像确定所述目标物体表面的三维点云信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维点云信息的采集方法，其特征在于，所述方法包括：
通过N个摄像头分别采集目标物体表面的图像，所述图像包括目标物体表面的结构光图案，所述N个摄像头中，至少存在两个镜头光圈不同的摄像头，其中，N为大于1的整数；
根据各所述图像确定所述目标物体表面的三维点云信息。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述图像确定所述目标物体表面的三维点云信息，包括：
分别获取各所述图像所对应的三维点云；
将各所述三维点云进行拼接融合，得到所述目标物体表面的三维点云信息。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别获取各所述图像所对应的三维点云，包括：
对各所述图像中的每个图像：
获取所述目标物体表面每个空间点对应的结构光参考坐标；
获取所述目标物体表面每个空间点在所述图像中对应的结构光坐标；
根据所述结构光参考坐标以及所述结构光坐标，确定所述图像对应的所述目标物体表面的三维点云。


4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将各所述三维点云进行拼接融合，得到所述目标物体表面的三维点云信息，包括：
根据各所述摄像头之间的位置关系，获取各摄像头之间的坐标转换矩阵；
根据所述坐标转换矩阵，将各所述图像所对应的三维点云转换至同一坐标系下；
将同一坐标系下的各所述三维点云拼接融合，得到所述目标物体表面的三维点云信息。

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【专利技术属性】
技术研发人员：周家明，林霄，
申请(专利权)人：三一重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11