【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维重建，尤其是一种单目结构光的三维重建方法、系统、设备及介质。
技术介绍
1、非接触式三维重建技术主要通过光、声音、电磁波等方式接触目标物来获取物体的三维信息或者通过多视图几何原理进行三维重建，其中，基于光学的非接触式重建技术是目前比较常用的，常见的光学物体三维重建技术主要包括激光重建法和多目视觉法等等。
2、目前，现有的激光重建方法进行三维重建的重建精度较高，但重建速度较慢，重建耗时较多，且对三维重建的硬件要求较高；另外，现有的多目视觉法受限于视觉和时长，无法实现全方位的三维重建，且在对高反光物体的三维重建时，含有的噪声较多，精度较低，以及重建效率较低。还有，现有的结构光三维重建方法在三维重建时，计算复杂且计算量大，所需的计算资源较多，三维重建的效率较低。
3、因此，现有技术存在的问题还亟需解决和优化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于至少一定程度上解决相关技术中存在的技术问题之一。
2、为此，本专利技术实施例的第一个目的在于提供单目结构光的三维重建方法，该三维重建方法可以有效提高三维重建的效率，有效减少噪声，提高三维重建精度，以及减少三维重建所需的计算资源。
3、本申请实施例的第二个目的在于提供单目结构光的三维重建方法。
4、本申请实施例的第三个目的在于提供一种单目结构光的三维重建系统。
5、为了达到上述技术目的，本申请实施例所采取的技术方案包括：
6、第一方面，本申请实施
7、获取待重建物体的二维图像；
8、对相机进行第一标定处理，得到第一旋转矩阵和第一平移矩阵，以及对光机进行第二标定处理，得到第二旋转矩阵和第二平移矩阵，其中，所述光机用于投影竖直格雷码图案和相移条纹图案，所述相移条纹图案为三种不同频率的高频条纹图案；
9、根据所述竖直格雷码图案和所述二维图像，确定所述二维图像中的所有像素点的绝对相位；
10、根据所述第一旋转矩阵、所述第一平移矩阵、所述第二旋转矩阵和所述第二平移矩阵，对所述二维图像所有像素点的像素坐标进行转换处理，得到同名点的同名坐标，其中，每个所述同名点与所述二维图像中的一个像素点对应；
11、根据所述像素点的绝对相位、所述像素点的像素坐标和所述同名点的同名坐标，对所述待重建物体进行三维重建。另外，根据本申请上述实施例的三维重建方法，还可以具有以下附加的技术特征：
12、进一步地，在本申请的一个实施例中，所述对相机进行第一标定处理，得到第一旋转矩阵和第一平移矩阵，包括：
13、获取投影相移后标定板的图像序列；
14、对所述图像序列进行合成处理，得到相机标定图像；
15、对所述相机标定图像进行角点处理，得到所述相机标定图像中的所有角点；
16、根据所有所述角点确定所述第一旋转矩阵和所述第一平移矩阵。
17、进一步地，在本申请的一个实施例中，所述对光机进行第二标定处理，得到第二旋转矩阵和第二平移矩阵，包括：
18、对所述竖直格雷码图案进行列解码处理，得到与所述竖直格雷码图案对应的第一列整型坐标；
19、根据所述相移条纹图案，对所述第一列整型坐标进行三步相移处理，得到与所述竖直格雷码图案对应的浮点的第一列坐标；
20、对所述浮点的第一列坐标进行极线约束处理，得到所述浮点的第一行坐标；
21、根据所述第一列坐标和所述第一行坐标，确定所述第二旋转矩阵和所述第二平移矩阵。
22、进一步地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述竖直格雷码图案和所述二维图像，确定所述二维图像所有像素点的绝对相位，包括：
23、根据所述竖直格雷码图案，得到所述二维图像所有像素点的相对相位；
24、根据所述相移条纹图案，对所述竖直格雷码图案进行解码阈值处理，得到所述竖直格雷码图案的条纹阶数；
25、根据所述条纹阶数和所述相对相位，确定所述二维图像所有像素点的绝对相位。
26、进一步地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述第一旋转矩阵、所述第一平移矩阵、所述第二旋转矩阵和所述第二平移矩阵，对所述二维图像所有像素点的像素坐标进行转换处理，得到同名点的同名坐标，包括：
27、根据所述第一旋转矩阵和所述第一平移矩阵确定第一转换矩阵，以及根据所述第二旋转矩阵和所述第二平移矩阵确定第二转换矩阵，其中，所述第一转换矩阵用于表征相机坐标系转换至标定板坐标系的转换关系，所述第二转换矩阵用于表征光机坐标系转换至标定板坐标系的转换关系；
28、根据所述第一转换矩阵和所述第二转换矩阵，对所述像素点的像素坐标进行坐标转换处理，得到所述同名点的同名坐标。
29、进一步地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述像素点的绝对相位、所述像素点的像素坐标和所述同名点的同名坐标，对所述待重建物体进行三维重建，包括：
30、根据所述像素点的像素坐标和所述同名点的同名坐标，确定中间点云数据；
31、根据所述像素点的绝对相位，对所述中间点云数据进行深度处理，得到三维点云数据；
32、根据所述三维点云数据对所述待重建物体进行三维重建。
33、进一步地，在本申请的一个实施例中，所述三维重建方法还包括：
34、根据高斯滤波核对初始的三维点云数据进行卷积去噪处理，得到去噪后的三维点云数据；
35、对所述去噪后的三维点云数据进行邻域距离处理，得到第一平均距离，所述第一平均距离用于表征所述去噪后的三维点云数据中的点数据与所有邻域点之间的平均距离；
36、对所有第一平均距离进行阈值处理，得到距离阈值；
37、根据所述距离阈值和所述第一平均距离，对所述去噪后的三维点云数据进行移除处理，得到所述三维点云数据。
38、第二方面，本申请实施例提供了一种单目结构光的三维重建系统，包括：
39、获取模块，用于通过单目结构光获取待重建物体的二维图像；
40、标定模块，用于对相机进行第一标定处理，得到第一旋转矩阵和第一平移矩阵，以及对光机进行第二标定处理，得到第二旋转矩阵和第二平移矩阵，其中，所述光机用于投影竖直格雷码图案和相移条纹图案，所述相移条纹图案为三种不同频率的高频条纹图案；
41、第一处理模块，用于根据所述竖直格雷码图案和所述二维图像，确定所述二维图像中的所有像素点的绝对相位；
42、第二处理模块，用于根据所述第一旋转矩阵、所述第一平移矩阵、所述第二旋转矩阵和所述第二平移矩阵，对所述二维图像所有像素点的像素坐标进行转换处理，得到同名点的同名坐标，其中，每个所述同名点与所述二维图像中的一个像素点对应；
43、重建模块，用于根据所述像素点的绝对相位、所述像素点的像素坐标和所述同名点的同名坐标，对所述待重建物体进行三维重本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单目结构光的三维重建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述对相机进行第一标定处理，得到第一旋转矩阵和第一平移矩阵，包括：
3.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述对光机进行第二标定处理，得到第二旋转矩阵和第二平移矩阵，包括：
4.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述竖直格雷码图案和所述二维图像，确定所述二维图像所有像素点的绝对相位，包括：
5.根据权利要求4所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述第一旋转矩阵、所述第一平移矩阵、所述第二旋转矩阵和所述第二平移矩阵，对所述二维图像所有像素点的像素坐标进行转换处理，得到同名点的同名坐标，包括：
6.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述像素点的绝对相位、所述像素点的像素坐标和所述同名点的同名坐标，对所述待重建物体进行三维重建，包括：
7.根据权利要求6所述的三维重建方法，所述三维重建方法还包括：
8.一种单目结构光的三维重建系统，其特征在于，包
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现如权利要求1-7中任一项所述的三维重建方法。
...【技术特征摘要】
1.一种单目结构光的三维重建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述对相机进行第一标定处理，得到第一旋转矩阵和第一平移矩阵，包括：
3.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述对光机进行第二标定处理，得到第二旋转矩阵和第二平移矩阵，包括：
4.根据权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述竖直格雷码图案和所述二维图像，确定所述二维图像所有像素点的绝对相位，包括：
5.根据权利要求4所述的三维重建方法，其特征在于，所述根据所述第一旋转矩阵、所述第一平移矩阵、所述第二旋转矩阵和所述第二平移矩阵，对所述二维...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴祖迥，彭坤旺，贾春英，
申请(专利权)人：广州市斯睿特智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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