三维重建方法、装置和电子设备制造方法及图纸

本公开提供一种三维重建方法、装置和电子设备，该方法包括：获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建。本公开可以实现对投影条纹进行准确的解相位，提高三维重建的效率。提高三维重建的效率。提高三维重建的效率。

【技术实现步骤摘要】
三维重建方法、装置和电子设备


[0001]本公开涉及计算机
，尤其涉及一种三维重建方法、装置和电子设备。

技术介绍

[0002]三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型。其中，三维重建方法为通过投影仪将预先编码的光栅条纹投影到待重建对象的表面上，然后经过待重建对象调制后生成投影条纹，相机采集到该投影条纹并传给计算机，计算机经过对投影条纹进行解相位得到目标相位，然后基于目标相位进行待重建对象的三维重建。
[0003]相关技术中，通常采用三步相移法对投影条纹进行解相位，存在效率及精度低的问题。

技术实现思路

[0004]本公开的多个方面提供一种三维重建方法、装置和电子设备，以实现提高三维重建的效率和精度。
[0005]本公开实施例第一方面提供一种三维重建方法，包括：获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建。
[0006]本公开实施例第二方面提供一种三维重建装置，包括：获取模块，用于获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；解相位模块，用于基于多个投影条纹图像的包裹相位，对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；确定模块，用于基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建。
[0007]本公开实施例第三方面提供一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面任一项三维重建方法。
[0008]本公开实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现第一方面的三维重建方法。
[0009]本公开实施例第五方面提供了一种计算机程序产品，程序产品包括：计算机程序，计算机程序存储在可读存储介质中，电子设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取计算机程序，至少一个处理器执行计算机程序使得电子设备执行第一方面的三维重建方
法。
[0010]本公开实施例应用在物体的三维重建中，通过获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建，可以实现对投影条纹进行准确的解相位，提高三维重建的效率。
附图说明
[0011]此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：图1为本公开示例性实施例提供的一种三维重建方法的应用场景图；图2为本公开示例性实施例提供的一种三维重建方法的步骤流程图；图3为本公开示例性实施例提供的另一种三维重建方法的步骤流程图；图4为本公开示例性实施例提供的三维重建装置的结构框图；图5为本公开示例性实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0012]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开具体实施例及相应的附图对本公开技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0013]物体的三维重建是将物体的形状转换为离散的三维几何坐标的过程。目前采用三维重建系统对物体进行三维重建，参照图1，该三维重建系统包括投影仪11和相机12。通过投影仪11将预先编码好的光栅条纹图像P投射到待重建对象的表面上，经过待重建对象调制后在物体待重建对象的表面生成投影条纹，相机采集该投影条纹得到投影条纹图像，计算机经过解相位得到投影条纹的相位分布，进一步处理得到物体表面的三维坐标。其中，现有技术在物体的三维重建时，是构建三张光栅条纹图像，三张光栅条纹图像的平均强度系数、光强幅值调制系数以及绝对相位均相同，只有相移不同。若采用该三张光栅条纹图像进行相位分布的确定，需要采用三步相移法对多张投影条纹图像进行解相位，存在效率以及准确率均较低的问题。
[0014]基于上述问题，本公开通过获取多个投影条纹图像，其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对投影条纹图像进行解相位，得到待重建对象的目标相位；基于目标相位，确定待重建对象的三维坐标，三维坐标用于待重建对象的三维重建，可以实现对投影条纹进行准确的解相位，提高三维重建的效率。
[0015]此外，本公开实施例的一种应用场景如图1，其中，图1只是示例性的一种应用场景，本公开实施例不对具体的应用场景进行限定。
[0016]图2为本公开示例性实施例提供的一种三维重建方法的步骤流程图。具体包括以下步骤：
S201，获取多个投影条纹图像。
[0017]其中，投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同。
[0018]在本公开中，将多个光栅条纹图像依次投影至待重建对象上，然后每投影一个光栅条纹图像，相机采集待重建对象可以对应得到一个投影条纹图像。
[0019]进一步地，光栅条纹图像可以用表示，其中p
i
表示第i个光栅条纹图像的光强，a为生成光栅条纹图像的光栅的平均强度系数，b
n
为生成对应光栅条纹图像的光栅的光强幅值调制系数，为光栅条纹图像的编码的绝对相位，X表示相移。对应得到的投影条纹图像可以用表示，其中，I
i
表示第i个光栅条纹图像对应的投影条纹图像的光强，A为投影条纹图像的光栅的平均强度系数，B
n
为投影条纹图像的光栅的光强幅值调制系数，对应投影条纹图像的包裹相位，X表示相移且与对应的光栅条纹图像的相移相同。
[0020]在本公开中，多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同，则对应得到的多个投影条纹图像中至少两个投影条纹图像的包裹也不同，基于此，本公开在解相位时可以计算较少的投影条纹图像，提高解相位的效率，并且绝对相位从现有技术中的一个变为两个更能够提高得到目标相位的准确度，进而提高三维重建的准确度。
[0021]在本公开实施例中，多个光栅条纹图像的数量小于或等于9，可以理解本公开采用小于或等于9个光栅条纹图像便可以对待重建对象进行准确的三维重建，提高三维重建的效率。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维重建方法，其特征在于，包括：获取多个投影条纹图像，其中，所述投影条纹图像是将预先编码生成的多个光栅条纹图像投影至待重建对象得到的，所述多个光栅条纹图像中至少两个光栅条纹图像的绝对相位不同；对所述投影条纹图像进行解相位，得到所述待重建对象的目标相位；基于所述目标相位，确定所述待重建对象的三维坐标，所述三维坐标用于所述待重建对象的三维重建。2.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述多个光栅条纹图像的数量小于或等于9。3.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述多个光栅条纹图像的数量大于或等于5，所述多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，所述多个光栅条纹图像的光强幅值调制系数相同，所述多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位。4.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述多个光栅条纹图像的数量大于或等于7，所述多个光栅条纹图像的平均强度系数相同，所述多个光栅条纹图像的包含3个不同的光强幅值调制系数，所述多个光栅条纹图像包含有3个不同的绝对相位。5.根据权利要求3或4所述的三维重建方法，其特征在于，所述对所述投影条纹图像进行解相位，得到所述待重建对象的目标相位，包括：采用矩阵计算的方式，基于所述多个投影条纹图像的表示，确定第一包裹相位、第二包裹相位和第三包裹相位；采用预设算法对所述包裹相位进行相位展开，得到所述待重建对象的目标相位。6.根据权利要求5所述的三维重建方法，其特征在于，所述采用预设算法对所述包裹相位进行相位展开，得到所述待重建对象的目标相位，包括：根据所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第二包裹相位，确定整体差频相位，所述整体差频相位为第一差频相位和第二差频相位的差频相位，所述第一差频相位为所述第一包裹相位与所述第二包裹相位的差频相位，所述第二差频相位为所述第二包裹相位与所述第三包裹相位的差频相位；根据所述整体差频相位、所述第一差频相位和所述第二差频相位，对所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位；根据所述第一展开相位、所述第二展开相位和所述第三展开相位的以及各自对应的条纹周期，确定所述目标相位。7.根据权利要求6所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述整体差频相位、所述第一差频相位和所述第二差频相位，对所述第一包裹相位、所述第二包裹相位和所述第三包裹相位进行相位展开，得到对应的第一展开相位 、第二展开相位和第三展开相位，包括：基于第一预设公式，采用所述整体差频相位对所述第一差频相位和所述第二差频相位进行第一相位展开，得到所述第一差频相位的展开相位和所述第二差频相位的展开相位，
其中，所述第一预设公式为 ，所述第一预设公式在第一相位展开过程中，所述表示对应的展开相位，所述表示对应的差频相位，和分别表...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵顺顺，宋启原，李鹏飞，丁有爽，邵天兰，
申请(专利权)人：梅卡曼德北京机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：