[发明专利]一种三维重建方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，特别涉及一种三维重建方法及装置。

背景技术

三维重建(3D Reconstruction)是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型，是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础，也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。

相关的三维重建方案大多是通过单个RGBD相机对目标进行扫描，根据扫描得到的数据进行三维重建。具体的，可以将目标放置在一个旋转台上，RGBD相机固定在某个位置，对旋转台上的目标进行全扫描；将扫描得到的数据转化为点云，根据该点云进行三维重建。

RGBD相机，能够同时获取RGB信息和深度(Depth)信息，该相机获取到的每一帧数据包括一个二维的RGB图像和同维度包含每个点深度信息的深度图。将每一帧数据转化为一个点云，点云就是包含每个像素点的位置信息和颜色信息的数据集合。因此，可以根据扫描数据中的每一帧数据转化成的各个点云实现对该目标的三维重建。

但是应用上述方案，只有对目标扫描完成后，才能进行三维重建，也就是说，该方案无法实现实时三维重建。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种三维重建方法及装置，实现实时三维重建。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种三维重建方法，包括：

获取目标场景的至少两个当前点云；

根据预先确定的每个当前点云所在的坐标系之间的变换关系，将所述至少两个当前点云变换至同一个坐标系；

将变换至同一个坐标系的各个当前点云进行融合，得到融合后的点云；

根据融合后的点云进行曲面重建，得到三维模型。

可选的，所述获取目标场景的至少两个当前点云的步骤可以包括：

获取至少两台采集设备针对目标场景采集的当前帧图像；

将每个当前帧图像分别转化为一个当前点云。

可选的，确定每个当前点云所在的坐标系之间的变换关系的过程可以包括：

获取每台采集设备同一时刻采集的一帧图像；

确定所获取的每一帧图像中的特征点；

根据每个特征点在其所属的图像中的坐标，确定所获取的每一帧图像所在的坐标系之间的变换关系；

根据所述每一帧图像所在的坐标系之间的变换关系，确定每个当前点云所在的坐标系之间的变换关系。

可选的，所述将变换至同一个坐标系的每个当前点云进行融合的步骤可以包括：

在变换后的坐标系中确定每个匹配点对，其中，所述匹配点对中包含每个当前点云中的一个点；

针对每个匹配点对，将所述匹配点对进行融合，得到该匹配点对对应的一个融合后的点；

将所述融合后的点替换对应的所述匹配点对中的每个点。

可选的，所述根据预先确定的每个当前点云所在的坐标系之间的变换关系，将所述至少两个当前点云变换至同一个坐标系，可以包括：

利用第一预设算法，对所述至少两个当前点云进行去噪处理和/或简化处理；

将每个去噪处理和/或简化处理后的当前点云变换至同一个坐标系。

可选的，所述根据融合后的点云进行曲面重建，得到三维模型的步骤，可以包括：

利用第二预设算法，构建所述融合后的点云对应的网格模型；

根据所述融合后的点云中包含的颜色信息，对所述网格模型进行纹理映射，得到重建后的曲面；

所有重建后的曲面构成三维模型。

为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种三维重建装置，包括：

第一获取模块，用于获取目标场景的至少两个当前点云；

变换模块，用于根据预先确定的每个当前点云所在的坐标系之间的变换关系，将所述至少两个当前点云变换至同一个坐标系；

融合模块，用于将变换至同一个坐标系的各个当前点云进行融合，得到融合后的点云；

重建模块，用于根据融合后的点云进行曲面重建，得到三维模型。

可选的，所述第一获取模块，具体可以用于：

获取至少两台采集设备针对目标场景采集的当前帧图像；

将每个当前帧图像分别转化为一个当前点云。

可选的，所述装置还可以包括：

第二获取模块，用于获取每台采集设备同一时刻采集的一帧图像；

第一确定模块，用于确定所获取的每一帧图像中的特征点；

第二确定模块，用于根据每个特征点在其所属的图像中的坐标，确定所获取的每一帧图像所在的坐标系之间的变换关系；