基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法技术方案

技术编号:42203627 阅读:12 留言:0更新日期:2024-07-30 18:48
本发明专利技术公开了一种基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法,包括以下步骤:设计编码条纹;利用sift算法提取当前帧图像和前一帧图像的特征点,利用前一帧图像的三维点云进行图像分割;基于前一帧的三维坐标以及条纹投影系统的几何约束,得到备选三维坐标;利用前一帧特征点和当前帧特征点得到多个备选刚体运动矩阵,反投影得到优化的运动矩阵;利用优化的运动矩阵计算前一帧图像在当前帧图像的像素对应点;重建当前帧图像的三维信息。本发明专利技术无需投影额外的解包裹图片,从根源上消除了解包裹错误的问题。适用于所有类型的运动,并且相比其他方法,能够测量运动速度更快的物体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涉及一种基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法,属于计算机视觉。


技术介绍

1、光学三维测量技术已广泛应用于工业检测、智能制造、逆向工程等领域。条纹图案轮廓测量法(fpp)因其成本低、高精度和高速而成为最流行的领域之一。fpp算法通过对场景进行空间或时间编码条纹照明,并从观测到的变形条纹中恢复深度信息。大部分fpp系统使用相移法解相位,使用格雷码解包裹相位,在静态测量中,这是一种优秀的处理方式。但涉及到运动物体的三维重建时,由于图像像素点无法对齐,将出现严重的解包裹错误,特别是在运动速度比较快的时候。

2、传统的相位展开方法可以分为两类:空间相位展开和时间相位展开。空间相位展开通过局部或全局优化,参考同一相位图上其他点的相位值来展开相位。由于噪声、表面反射率变化和其他因素的存在,其非常具有挑战性。时间相位展开投影额外的图片,不可避免的引入运动误差,不适用于高速运动的物体,虽然出现了一些减少投影图片数量的方法,但始终无法根除运动误差。近些年出现了引入额外的设备的方法,由于两个相机一个投影仪的系统约束是冗余的,可以作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法,采用条纹投影系统,所述条纹投影系统包括一个相机和一个投影仪,所述相机和投影仪均正对待测物体,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法,其特征在于,步骤一中N步相移编码条纹为3步相移编码条纹,其中,3步相移编码条纹通过下式表示:

3.如权利要求1所述的基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法,其特征在于,步骤一中编码条纹图像的包裹相位通过下式计算得到:

4.如权利要求1所述的基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物...

【技术特征摘要】

1.一种基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法,采用条纹投影系统,所述条纹投影系统包括一个相机和一个投影仪,所述相机和投影仪均正对待测物体,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法,其特征在于,步骤一中n步相移编码条纹为3步相移编码条纹,其中,3步相移编码条纹通过下式表示:

3.如权利要求1所述的基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法,其特征在于,步骤一中编码条纹图像的包裹相位通过下式计算得到:

4.如权利要求1所述的基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法,其特征在于,步骤三中备选三维坐标的数量为3个。

5.如权利要求1所述的基于系统固有几何约束的动态场景单目刚性物体三维重建方法,其特征在于,步骤三中对应像素坐标处的条纹级次k通过下式计算得到:

6.如权利要求1所述的基于系统固有几何约束...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘鑫于浩天韩静郑东亮梁创
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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