[发明专利]一种三维重建方法和系统

摘要

本发明公开了一种三维重建方法和系统，其中方法的实现包括：基于校正后的左、右视角图像提取左、右特征点的特征向量，通过计算左、右特征点特征向量之间的空间距离寻找左、右支撑点，基于左支撑点对左视角图像进行三角剖分得到多个左三角形，在左三角形内取左估测点，右估测点由左估测点在右视角图像对应行遍历得到，基于左估测点的视差先验信息和左、右估测点之间的似然概率分布建立联合概率分布，使用最大后验概率估计左、右估测点之间的视差，得到视差图；基于视差图使用三角测量恢复目标景深信息，得到三维点云。这种方法可以快速、精确的找到视差图，上述方法得到的点云可用于厚度测量和距离测量，实现了自动化测量。

主权项

1.一种三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)图像采集与校正：用双目相机拍摄目标，获取左、右视角图像，校正左、右视角图像，使得左、右视角图像行对齐；(2)提取特征向量：对校正后的左、右视角图像提取左、右特征点的左、右特征向量，所述特征向量包括SIFT特征向量以及Sobel与颜色的组合特征向量；(3)寻找支撑点：通过计算左、右特征向量之间的空间距离寻找左、右支撑点集合S；(4)进行三角剖分：基于左支撑点对左视角图像进行三角剖分得到多个左三角形；(5)建立先验分布：在左三角形内取左估测点o_n^(l)，建立视差d_n的先验分布p(d_n|S，o_n^(l))；(6)建立似然概率分布：右估测点o_n^(r)由左估测点在右视角图像对应行遍历得到，建立左、右估测点之间的似然概率分布p(o_n^(r)|o_n^(l)，d_n)；(7)建立联合概率分布：基于视差先验分布和似然概率分布建立联合概率分布p(d_n|o_n^(l)，o_n^(r)，S)∝p(d_n|S，o_n^(l))p(o_n^(r)|o_n^(l)，d_n)，对联合概率分布使用最大后验概率估计视差，得到视差图；(8)求解点云：对视差图使用三角测量恢复目标景深信息，得到三维点云；所述步骤(5)的具体实现方式为：(5‑1)基于左支撑点对左视角图像进行三角剖分，得到左三角形的顶点为：(u_i，v_i)，(u_j，v_j)，(u_k，v_k)，得到左三角形顶点的视差为：d_i，d_j，d_k，则有以下方程组：解方程组可得左三角形的平面参数(a^(l)，b^(l)，c^(l))；(5‑2)在给定左、右支撑点集合S和左三角形内左估测点o_n^(l)＝(u_n^(l)，v_n^(l))^T时，对左三角形内左估测点视差的先验估计为：u(S，o_n^(l))＝a^(l)u_n^(l)+b^(l)v_n^(l)+c^(l)，令u^(l)＝u(S，o_n^(l))，建立视差d_n的先验分布：其中γ表示均匀分布的值，其中，σ是常数。