[发明专利]一种三维成像方法、装置及终端设备

权利要求书

1.一种三维成像方法，其特征在于，包括：

获取二维图像，每帧所述二维图像由成像单元扫描目标物体过程中的每个拍摄时刻采集得到；将所述二维图像分成左右两幅或上下两幅子图像；根据所述二维图像的两幅所述子图像，获取多个通道下目标物体的表面特征点的三维坐标；

根据当前帧的所述二维图像和与所述当前帧有足够多的特征点匹配且已知成像单元位置的匹配帧，确定各个通道下的所述成像单元的初始位置；

扭曲所述当前帧，将扭曲后的所述当前帧与已知成像单元位置的匹配帧进行比对，得到精确的成像单元位置，并将当前帧每个通道的所述三维坐标转换到其各自通道的整体坐标系下，形成当前帧各个通道下的三维点云；

分别选定各通道的一帧作为空间上的根节点，以根节点为圆心，从近到远依次搜索同一个通道中空间内的其他帧，并将其他帧与所述根节点进行特征点比对；若其他帧与所述根节点没有足够多的特征点匹配，则将所述其他帧标记为所述根节点的子节点；若其他帧与所述根节点有足够多的特征点匹配，则将所述其他帧标记为所述根节点的相邻帧，并以所述相邻帧为圆心，从近到远依次搜索同一个通道中空间内的其他帧，确定所述相邻帧的相邻帧和子节点，直至该通道中空间内的所有节点均被搜索到并被标记为相邻帧或子节点为止；

将各相邻帧的精确成像单元位置经过扭曲后与该相邻帧的子节点和/或根节点进行互相关比对，得到后处理位置；各相邻帧的三维点云使用后处理位置与该相邻帧的子节点进行比对和平均，得到以子节点为中心的三维点云；将各以子节点为中心的三维点云合并后与所述根节点比对和平均，合并成该通道的完整三维点云；

利用各个通道的精确三维点云形成目标物体的三维模型。

2.如权利要求1所述的三维成像方法，其特征在于，所述根据当前帧的所述二维图像和与所述当前帧有足够多的特征点匹配且已知成像单元位置的匹配帧，确定各个通道下的所述成像单元的初始位置，包括：

获取当前帧二维图像的特征点情况，判断特征点数目是否足够以及包含的特征信息是否丰富；

若是，则将当前帧里的特征点与已知成像单元位置的最近一帧的特征点进行特征比对，若当前帧与最近一帧有足够多的特征点匹配，则计算各个通道当前帧与最近一帧的相对位置，得到成像单元的粗略位置；若当前帧与最近一帧没有足够的特征点匹配，则以当前帧的位置为圆心，从空间位置的近到远依次寻找与当前帧的特征点匹配的匹配帧，若在预设搜索范围内搜索到当前帧和已知成像单元位置的匹配帧二维图像有足够多的特征点匹配，则计算各个通道当前帧和匹配帧的相对位置，得到成像单元的粗略位置，若在预设搜索范围内未搜索到与当前帧有足够多的特征点匹配的匹配帧，说明当前帧的成像单元的位置已远离扫描过的区域，则抛弃当前帧并采集新的一帧二维图像；

若否，则抛弃当前帧并采集新的一帧二维图像。

3.如权利要求1或2所述的三维成像方法，其特征在于，所述利用各个通道的精确三维点云形成目标物体的三维模型，包括：

根据各通道的精确三维点云，分别对各通道中目标物体表面同一特征点的点云空间坐标作平均，得到所述目标物体表面各特征点的三维坐标，从而形成目标物体的三维模型。

4.如权利要求1或2所述的三维成像方法，其特征在于，所述利用各个通道的精确三维点云形成目标物体的三维模型，包括：

根据各通道的精确三维点云，若确定目标物体的特征点同时存在各个通道的点云空间坐标，则确定该特征点为主干特征云点，通过对所述主干特征云点的各通道的点云空间坐标作平均，得到所述主干特征云点的主干点云坐标；若确定目标物体的特征点未同时存在各个通道的点云空间坐标，则确定该特征点为枝干特征云点，获取所述枝干特征云点与相邻的主干特征云点的相对位置，得到枝干点云坐标；结合所述主干点云坐标和所述枝干点云坐标得到目标物体表面各特征点的三维坐标，从而形成目标物体的三维模型。