一种水下RGB-D三维重建系统及方法技术方案

本发明专利技术属于机器视觉领域，具体说是一种水下RGB

【技术实现步骤摘要】
一种水下RGB
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D三维重建系统及方法


[0001]本专利技术属于机器视觉领域，具体说是一种水下RGB
‑
D三维重建系统及方法。

技术介绍

[0002]随着对深海海底资源勘探、开发和相关环境保护的日益深入，迫切需要提高水底地形精细化感知测量能力；水底地形精细化感知测量技术也可以用于海底沉船、海底管道线缆等海底目标物的探测。
[0003]水下三维重建技术，为人类探索海洋、更加直观的分析海洋世界提供了更加精准、精细的手段。但水下三维重建往往伴随这颜色信息缺失的问题，而颜色信息作为人类感知环境最为重要的信息，如何将颜色信息赋给水下三维点云则成为了水下三维重建技术应用推广的关键。现有的水下三维重建方法，无法获得较为直观的颜色信息，只能通过配合二维RGB图片进行对比才能对三维点云的实际情况有一定的感知，这就造成了水下三维扫描信息的缺失，进而严重降低了水下三维重建技术的分辨能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供一种能够获取更加真实、更加精准的水下三维点云数据的水下RGB
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下RGB三维重建系统，其特征在于，包括：水下目标精细三维感知系统、三维感知数据处理系统以及数据采集单元；所述水下目标精细三维感知系统，用于接收数据采集单元采集到的水下目标场景数据，并生成水下目标三维感知数据包；所述三维感知数据处理系统，用于解析水下目标精细三维感知系统发送的水下目标三维感知数据包，生成水下目标场景的RGB三维点云；数据采集单元，用于采集水下目标场景数据，并发送至水下目标精细三维感知系统。2.根据权利要求1所述的一种水下RGB三维重建系统，其特征在于，所述数据采集单元，包括：与水下目标精细三维感知系统连接的点云重建相机、图片采集相机以及水下转台；点云重建相机为黑白相机，用于获取水下目标场景的原始点云数据，并按照单帧数据的形式存储，同时，对点云重建相机进行标定，获取点云重建相机的标定数据；发送原始点云数据和点云重建相机的标定数据至水下目标精细三维感知系统；图片采集相机为彩色相机，用于采集的水下目标场景的水下RGB图像，同时，对图片采集相机进行标定，获取图片采集相机的标定数据；发送水下RGB图像和点云重建相机的标定数据至水下目标精细三维感知系统；水下转台，用于获取包含输出的原始点云数据及水下RGB图像所对应的位置的转台位置参数，并发送至水下目标精细三维感知系统。所述点云重建相机和图片采集相机按照设定帧率比对水下目标场景进行采集，且在对水下目标场景进行采集前，标定点云重建相机和图片采集相机。3.根据权利要求1所述的一种水下RGB三维重建系统，其特征在于，所述水下目标场景数据，包括：水下点云、水下场景RGB图像、转台位置参数以及包含点云重建相机和图片采集相机的标定数据的标定文件。4.根据权利要求1所述的一种水下RGB
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D三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对数据采集单元进行标定，并将标定数据；2)数据采集单元采集水下目标场景的水下目标场景数据，并发送至数据水下目标精细三维感知系统；水下目标精细三维感知系统将水下目标场景数据生成水下目标三维感知数据包发送至三维感知数据处理系统；3)三维感知数据处理系统离线分析处理数据包并生成RGB三维点云数据。5.根据权利要求4所述的一种水下RGB
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D三维重建方法，其特征在于，所述步骤1)，具体为：所述对数据采集单元进行标定，包括：图片采集相机内参与畸变标定，以及图片采集相机与点云重建相机外参标定。1
‑
1)所述图片采集相机内参与畸变标定，具体为：将水下RGB
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D三维重建系统浸没于水中，通过图片采集相机连续采集不同姿态下的标定板图像；提取采集图片中的标定板角点，使用张正友标定法标定图片采集相机内参M
c
与畸变D
c
；1
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2)所述图片采集相机与图片采集相机外参标定，具体为：将水下RGB
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D三维重建系统放置于空气中并固定；拆除相机密封舱前舱盖；分别使用点云重建相机与图片采集相机采集相同标定板图像，确保两个相机所采集的
标定板图像位置不变；移动标定板，并重复分别使用点云重建相机与图片采集相机采集多组图片；根据标定板的尺寸和角点数量，通过张正友标定法完成双相机外参标定，即获取到相机外参R
o
与T
o
。6.根据权利要求4所述的一种水下RGB
‑
D三维重建方法，其特征在于，所述步骤3)，包括以下步骤：S1：三维感知数据处理系统读取标定文件，记图片采集相机内参为M
c
，双相机外参记为M
o
，点云重建相机与水下转台之间的外参记为M
p
；S2：三维感知数据处理系统读取数据包，提取转台位置参数以及设定帧率比对应的数据时间戳，并构建原始点云数据队列A与RGB图像数据队列B；...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐旭，丛杨，高亚军，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：