[发明专利]一种三维重建方法及系统

权利要求书

1.一种三维重建方法，采用光投射设备、光感应设备和控制设备重建目标物体的三维模型；其包括如下步骤：

S1：基于所述光投射设备的底片平面形成一第一坐标系，由所述光投射设备将一图案投影至所述目标物体上任一目标点，以形成投影点，并由控制设备测量所述投影点在所述第一坐标系内的第一坐标；

S2：基于光感应设备的底片平面形成一第二坐标系，所述光感应设备记录和所述投影点相对应的目标点以形成记录点；并由控制设备测量所述记录点在所述第二坐标系内的第二坐标；

S3：将所述光投射设备的第一焦点及所述光感应设备的第二焦点相连，形成一Z轴，并以距离所述第一焦点的距离为N并垂直于所述Z轴的平面形成一由X轴及Y轴构成的XY平面，所述X轴、Y轴、Z轴形成一第三坐标系；

S4：连接所述目标点及投影点形成一第一连线，所述第一连线与所述XY平面相交于一第一连线点；

S5：连接所述目标点及记录点形成一第二连线，所述第二连线与所述XY平面相交于一第二连线点；

S6：基于所述目标点在所述XY平面上的射影形成一射影点，其中所述第一连线点和所述射影点的连线经过所述第三坐标系的原点，并且所述第二连线点和所述射影点的连线也经过所述第三坐标系的原点；

S7：基于所述第一坐标计算所述第一连线点在所述第三坐标系下的第四坐标；

S8：基于所述第二坐标计算所述第二连线点在所述第三坐标系下的第五坐标；

S9：基于所述第四坐标及第五坐标计算所述目标点在第三坐标系下的坐标。

2.如权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于：

对所述光投射设备及光感应设备形成的三维重建系统进行定标，计算所述光投射设备及光感应设备的内部参数及外部参数。

3.如权利要求2所述的三维重建方法，其特征在于：

所述内部参数包括所述光投射设备的第一焦距，及所述光感应设备的第二焦距。

4.如权利要求2所述的三维重建方法，其特征在于:

所述外部参数包括：

（1）所述第一坐标系的X轴与所述第三坐标系的X轴及Z轴形成的XZ平面的夹角A；

（2）所述第一坐标系的Y轴与所述XZ平面的夹角B；

（3）所述第一坐标系的Z轴与所述第三坐标系的Z轴的夹角C；

（4）所述第二坐标系的X轴与所述XZ平面的夹角A’；

（5）所述第二坐标系的Y轴与所述XZ平面的夹角B’；

（6）所述第二坐标系的Z轴与所述第三坐标系的Z轴的夹角C’；

（7）所述第一焦点与第二焦点的距离L；以及

（8）所述N。

5.如权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于：

所述图案为光栅图案，所述目标点及所述投影点的数量相同，为至少一个。

6.如权利要求1或5所述的三维重建方法，其特征在于：

所述图案为单光条光栅图案。

7.如权利要求6所述的三维重建方法，其特征在于：

所述三维重建方法还包括：

步骤S9-1：计算每一所述记录点及投影点在所述第三坐标系内的第一连线点和第二连线点的坐标，基于每一组第一连线点及第二连线点的连接线经过所述第三坐标系的原点来匹配每一记录点与其投影点。

8.如权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于：

所述三维重建方法还包括：

S10：将所述第三坐标转化为第二坐标系下的所述目标点的坐标。

9.如权利要求1所述的三维重建方法，其特征在于：

所述三维重建方法还包括：

步骤S11：提取所述第二坐标系内的记录点的色彩信息，将所述色彩信息发送至与所述记录点匹配的所述目标点上，使所述目标点的色彩信息与所述记录点的色彩信息相同。

10.一种应用如权利要求1-9任一项所述三维重建方法的三维重建系统。