【技术实现步骤摘要】
一种基于模板匹配的物体三维重建方法
[0001]本专利技术属于机器视觉领域三维重建
，具体涉及一种基于模板匹配的物体三维重建方法。
技术介绍
[0002]以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起，成为现时代科技创新的一个重要标志。机器视觉作为通过测量实现工业生产的关键技术，衍生出了很多应用领域，其中用光学仪器测量物体特征和位姿，实现物体位姿估计成为视觉领域在实际生产中的一项热门课题。
[0003]目前物体位姿估计系统包含视觉测量、点云生成、点云分隔、模型建立、模板匹配等技术。现有技术方案CN107038753B该专利用到了三维重建中的视觉测量、相机位姿关系、特征匹配、图像拼接等技术；使用相机再各个角度对物体进行拍摄，然后对物体生成各个角度点云进行特征匹配；
[0004]但是其对待测物体进行了不同角度的视觉测量、相机位姿关系的计算、通过位姿关系与拍摄图片特征实现三维物体重建，虽然也绕过了手眼标定环节，技术上更简单，但其应用范围有限，被拍摄物体需要有一定的特征点，如果特征点较少则无法匹配成功，如果被测物体特征不...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于模板匹配的物体三维重建方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1：将能生成三维点云数据的相机根据工作需要取几个固定的拍摄位姿，记录各拍摄位姿，且必须要精准还原拍摄点；步骤2：将特征复杂的物体放置在所有固定位姿相机都能拍摄到的位置，使用相机从各个固定位姿拍摄，生成点云数据；步骤3：对生成的所有点云数据进行点云模板匹配，使所有生成点云数据合成为一个物体，并记录各匹配位姿；步骤4：基于步骤3，计算各匹配位姿的逆运算；步骤5：将特征复杂物体更换为需要进行三维建模的物体，并使用相机从各个固定位姿拍摄，生成点云数据；步骤6：将步骤5生成的点云数据根据步骤4计算出的位姿进行位姿变换，变换后进行点云融合得到物体三维建模预处理点云；步骤7：对三维建模预处理点云进行处理得到物体三维建模。2.根据权利要求1所述的一种基于模板匹配的物体三维重建方法，其特征在于，步骤1所述选取拍摄位姿的数量至少选择五个，即拍摄物体正上方附近，斜前方附近，斜后方附近，斜左方附近，斜右方附近，选取时不必精确，但所有拍摄点一定要有共同视野，且拍摄物体放置后不移动，拍摄点一旦选取了就要进行记录，需要精准还原拍摄点，并且依次取名为第一拍摄位姿，第二拍摄位姿，
……
，第五拍摄位姿；该过程有两种实现方法，如果不考虑成本则使用五组相机固定在五个位置，会随着拍摄角度越多成本越高；如果考虑成本则用一组相机固定在机械臂末端，控制机械臂使相机达到五个拍摄点，记录五个拍摄点的精确位姿。3.根据权利要求1所述的一种基于模板匹配的物体三维重建方法，其特征在于，步骤2所述物体放置在工作台上，使用相机依次从固定位姿拍摄，生成点云数据，并且分别起名为第一匹配点云，第二匹配点云，
……
，第五匹配点云。4.根据权利要求1所述的一种基于模板匹配的物体三维重建方法，其特征在于，步骤3具体为：由于其它匹配点云都包含第一匹配点云的一部分，因此选取第一匹配点云作为模板；分别用第一匹配点云去匹配第二匹配点云到第五匹配点云，计算出匹配位姿Pose1to2，Pose1to3，Pose1to4，Pose1to5，表示第一匹配点云经过Pose1to2运算会与第二匹配点云重合；拍摄生成的各点云之间的关系如下：Cloud1inObj*ObjinCamera1＝Cloud1inCamera1Cloud2inObj*ObjinCamera2＝Cloud2inCamera2...CloudNinObj*ObjinCameraN＝CloudNinCameraN其中CloudN为第N匹配点云,ObjinCameraN为物体与相机位姿关系由于物体没有移动,相机五次拍摄为同一物体，所以ObjNinCameraN简化为ObjinCameraN,其中CloudNinCameraN为相机N坐标系下第N匹配点云；所述坐标系为以第N个相机拍摄点为原点的相机坐标系；
对上式进行变换：Cloud1inCamera1*Camera1inObj＝Cloud1inObjCloud2inCamera2*Camera2inObj＝Cloud2inObj...Cloud5inCameraN*CameraNinObj＝CloudNinObj因为第N匹配点云都是物体Obj的点云，在只考虑位姿的情况下CloudN与Obj是等价的，所以将所有CloudN重叠在一起其实就是O...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾军营，杨海波，王佳林，卢鑫，徐红鑫，王谦，贾正锋，
申请(专利权)人：沈阳风驰软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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