[发明专利]3D 表面的激光增强重建

权利要求书

1.一种系统，包括：

激光器（11），其用于将激光光斑图案（12，14）投影到三维对象（41）的表面上；

内窥镜（21），其用于当所述内窥镜（21）相对于所述三维对象（41）被平移和被旋转中的至少一项时生成一系列内窥镜图像（24），

其中，每幅内窥镜图像（24）图示当被所述激光器（11）投影到所述三维对象（41）的所述表面上时的所述激光光斑图案（12，14）内的激光光斑阵列（13，15）的不同视图（23）；

图像重建设备（20），其与所述内窥镜（21）通信，用于根据如所述内窥镜图像（24）中图示的所述激光光斑阵列（13，15）的所述不同视图（23）的对应关系而重建所述三维对象（41）的所述表面。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述激光光斑图案（12，14）和所述激光光斑阵列（13，15）是相同的。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述激光光斑阵列（13，15）是所述激光光斑图案（12，14）的子集。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述三维对象（41）的所述表面的所述重建包括：

生成基础矩阵（F），所述基础矩阵用于使如所述内窥镜图像（24）中图示的所述激光光斑阵列（13，15）的所述不同视图（23）相关；以及

根据所述基础矩阵（F）和所述激光光斑阵列（13，15）的所述不同视图（23）重建三维对象点。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述三维对象（41）的所述表面的所述重建包括：

生成基础矩阵（F），所述基础矩阵用于使如所述内窥镜图像（24）中图示的所述激光光斑阵列（13，15）的所述不同视图（23）相关；

检测如所述内窥镜图像（24）中图示的所述对象（41）的表面特征；以及

根据所述基础矩阵（F）和所述内窥镜图像（24）中检测到的所述对象（41）的所述表面特征重建三维对象点。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述三维对象（41）的所述表面的所述重建包括：

生成基础矩阵（F），所述基础矩阵用于使如所述内窥镜图像（24）中图示的所述激光光斑阵列（13，15）的所述不同视图（23）相关。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述三维对象（41）的所述表面的所述重建还包括：

生成本质矩阵（E），所述本质矩阵用于使如所述内窥镜图像（24）中图示的所述激光光斑阵列（13，15）的所述不同视图（23）相关，所述本质矩阵（E）是所述基础矩阵（F）和与所述内窥镜（21）的相机校准相关联的相机校准矩阵（K）的函数。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述三维对象（41）的所述表面的所述重建还包括：

根据所述本质矩阵（E）生成平移向量（T）和旋转矩阵（R）。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述三维对象（41）的所述表面的所述重建还包括：

根据所述平移向量（T）和所述旋转矩阵（R）生成针对所述激光光斑阵列（13，15）的每个视图（23）的投影矩阵（P），每个投影矩阵（P）是所述激光光斑阵列（13，15）的相关联的视图（23）的线性变换。

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述三维对象（41）的所述表面的所述重建还包括：

根据每个投影矩阵（P）和所述激光光斑阵列（13，15）的相关联的视图（23）重建三维对象点。

11.如权利要求9所述的系统，其中，所述三维对象（41）的所述表面的所述重建还包括：

针对所述激光光斑阵列（13，15）的每个视图（23）检测如所述内窥镜图像（24）中图示的所述对象（41）的表面特征；以及

根据每个投影矩阵（P）和所述内窥镜图像（24）中检测到的所述对象（41）的每个表面特征重建三维对象点。

12.如权利要求1所述的系统，其中，根据所述内窥镜图像（24）中的至少两幅在操作中校准所述内窥镜（21）。