[实用新型]三维重建系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及主动式光学三维测量技术领域，具体而言，涉及一种三维重建系统。

背景技术

相位测量轮廓术(phase measuring profilometry，PMP)是指利用相位的时间域编码生成多幅投射的图案，通过投影仪将这一系列图案投射到被测物体的表面，再由数字摄像机捕获被测物体表面的反射信息，然后计算出物体的三维坐标。

在使用PMP对被测物体进行三维重建时，首先要对系统进行校准，得到数字摄像机的参数矩阵和投影仪的参数矩阵。获取校准数据时通常需要标定物，标定物可以是每个面上均有大小相同的圆的三维标靶，也可以是棋盘格平面的二维标靶，传统方法是通过数字摄像机对几何信息已知的三维/二维标靶进行拍摄，得到标定物上圆心/棋盘角点的世界坐标和摄像机上对应的图像点的坐标，再结合相对应于标定物的投影坐标，求解出PMP系统的数字摄像机的参数矩阵和投影仪的参数矩阵。但是，采用传统方法所得到的校准数据的数量非常少，故系统校准的精度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三维重建，用以改善上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种三维重建系统，其包括第一校准标靶、摄像装置、投影装置和计算机，摄像装置和投影装置均与计算机电连接，第一校准标靶、摄像装置和投影装置均设置于工作台上，且摄像装置与第一校准标靶对应，第一校准标靶上设置有第一矩形框和第二矩形框，且第一矩形框和第二矩形框均与工作台垂直；投影装置用于向第一校准标靶投射投影图案；摄像装置用于捕捉第一校准标靶的反射光，并将反射光处理成标靶图像传输至计算机；计算机用于根据标靶图像中每个像素点的图像坐标和每个像素点对应的世界坐标，计算摄像装置的参数矩阵，以及根据每个像素点对应的投影坐标和世界坐标，计算投影装置的参数矩阵，并利用摄像装置的参数矩阵和投影装置的参数矩阵对三维重建系统进行校准。

进一步地，所述第一校准标靶包括第一矩形面和第二矩形面，所述第一矩形面的一个侧边和所述第二矩形面的一个侧边固定连接，使得所述第一矩形面和所述第二矩形面互相垂直，且所述第一矩形面和所述第二矩形面均与所述工作台垂直。

进一步地，所述第一矩形框设置于所述第一矩形面上，所述第二矩形框设置于所述第二矩形面上。

进一步地，所述第一矩形面和所述第二矩形面均为白色。

进一步地，所述第一矩形框和所述第二矩形框均为黑边矩形框。

进一步地，所述摄像装置为数字摄像机。

进一步地，所述投影装置为投影仪。

一种三维重建系统，其包括第二校准标靶、平移台、摄像装置、投影装置和计算机，摄像装置和投影装置均与计算机电连接，平移台、摄像装置和投影装置均设置于工作台上，且摄像装置与第二校准标靶对应，第二校准标靶垂直安装于平移台上，可相对于平移台滑动；投影装置用于向第二校准标靶投射投影图案；摄像装置用于捕捉第二校准标靶的反射光，并将反射光处理成标靶图像传输至计算机；计算机用于根据标靶图像中每个像素点的图像坐标和每个像素点对应的世界坐标，计算摄像装置的参数矩阵，以及根据每个像素点对应的投影坐标和世界坐标，计算投影装置的参数矩阵，并利用摄像装置的参数矩阵和投影装置的参数矩阵对三维重建系统进行校准。

进一步地，所述三维重建系统还包括电机，所述电机与所述平移台电连接，用于控制所述第二校准标靶在所述平移台上滑动。

进一步地，所述第二校准标靶为金属平面。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供一种三维重建系统，其包括第一校准标靶、摄像装置、投影装置和计算机，摄像装置和投影装置均与计算机电连接，第一校准标靶、摄像装置和投影装置均设置于工作台上，且摄像装置与第一校准标靶对应，第一校准标靶上设置有第一矩形框和第二矩形框，且第一矩形框和第二矩形框均与工作台垂直，通过第一校准标靶对三维重建系统进行校准，通过获取的第一矩形框和第二矩形框的角点的图像坐标和对应的世界坐标，确定出第一矩形框和第二矩形框内其他所有像素点的图像坐标和对应的世界坐标，因此与现有的只有少量校准数据的校准方法相比，本实用新型能够获取大量的校准数据，从而能够在很大程度上提高系统的校准精度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明