3D成像方法和系统技术方案

一种用于产生物体的三维模型的系统，所述系统包括：便携式手持成像设备，其包括：壳体；连接到所述壳体的多个传感器；和耦合到所述多个传感器的至少一个电子处理设备。当所述成像设备处于相对于所述物体的至少两个不同的姿势中时，所述电子处理设备从所述多个传感器确定：指示所述物体的范围数据和指示所述物体的热红外图像的热红外数据，至少部分地基于来自所述至少两个不同的姿势的所述范围数据产生三维模型以及使从来自所述至少两个不同的姿势的所述热红外数据得到的模型数据与所述三维模型相关以从而提供所述物体的三维热红外模型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及三维成像。特别是，虽然不是排他地，但是本专利技术涉及用于利用热红外图像数据来进行三维成像的系统和方法。
技术介绍
在这个说明书中对任何在先公布物(或从它得到的信息)或对已知的任何事情的提及不或不应被视为在先公布物(或从它得到的信息)或已知的事情形成在这个说明书所涉及的努力的领域中的常见的一般知识的部分的承认或认可或任何形式的建议。能量持久性是面对气候变化的21世纪的主要挑战。为了减少环境影响例如温室气体排放，不仅在能量链的供应侧上而且在需求侧上在减少能量使用和提高能量效率方面需要改变。能量审计因此常常需要评估建筑物的能量效率。热红外成像用于能源审计评估，其中为了识别热红外不规则性例如热红外缺陷、空气泄漏、热损耗和热红外桥、能量损耗和能量低效的目的而分析能量流。这样的能量审计依赖于建筑物的相关部分(例如熔炉、窗口和其它能量低效是常见的区域)的二维热红外图像。热红外图像传感器捕获来自物体的发射或反射热红外辐射，且一般将热红外数据表示为颜色映射的图像或一组这样的图像。热红外数据被映射到色值以简化否则不可见的热红外辐射的可视化。现有技术的这样的能量审计系统的问题是，它们缺乏关于物体相对于彼此，特别是在单独的图像中，的位置和定向的信息。通常，分立的物体被单独地观看，且不在其它物体的背景中被考虑。现有技术的这样的能量审计系统的另一问题是，热红外成像通过从物体的表面捕获热红外服务来间接地测量物体的温度。然而，所捕获的热红外辐射可包括来自另一物体的热红外反射。问题在窗口和具有“发光”表面的其它物体中夸大，因为热红外辐射更可能被反射。热红外成像也被证明是用于医疗诊断的有效工具。热红外摄像机能够辨别异常温度模式，使它们对医疗诊断、治疗、检查和一般健康监控有用。此外，热红外成像是无创伤的，不需要皮肤接触且是无辐射的。热红外成像的医学应用包括乳癌检测、新生儿健康监控和神经成像。医学热红外成像一般涉及观看人(或人的一部分)的二维图像。现有技术的医学热红外成像的问题是，成像伪像常常在于物体的边缘、远离传感器的物体或入射角较大的区域上。类似地，开业医师常常难以分析静态二维热红外图像并比较在不同的时间、距离和角度处拍摄的热红外图像。某些系统试图通过使用三维热红外成像来克服这些问题中的一些。这样的系统一般利用能够一起产生三维热红外模型的固定位置热红外传感器的阵列。这样的系统的一个问题是，它们是昂贵的，因为几个热红外传感器被需要。这样的系统的另一问题是，它们不能够映射任意尺寸的结构。这可例如导致对于全身分析需要与对较小的身体部分例如足的分析不同的配置。现有技术医学热红外成像系统的另一问题是，它们可能需要在患者周围的几个位置处被重新定位和重新校准，以便获取多个视图。这些系统的校准也是复杂的，且通常需要经过训练的工程师的专门技能。现有技术的热红外成像的一般问题是，热红外图像数据常常根据在捕获期间在物体和摄像机之间的角度和距离而改变。这防止定量和可重复的测量，除非在不同的时间相对于物体的确切的相同位置和角度处执行监控。因此，存在对改进的三维成像方法和系统的需要。
技术实现思路
本专利技术设法给消费者提供用于上面描述的现有技术的改进和优点，和/或克服并减轻现有技术的一个或多个上面描述的缺点，和/或提供有用的商业选择。根据一个方面，本专利技术设法提供用于产生物体的三维模型的系统，该系统包括:便携式手持成像设备，其包括:壳体；连接到壳体的多个传感器；耦合到多个传感器的至少一个电子处理设备，其中电子处理设备:当成像设备处于相对于物体的至少两个不同的姿势中时，从多个传感器确定:指示物体的范围的范围数据；指示物体的热红外图像的热红外数据；至少部分地基于来自至少两个不同的姿势的范围数据产生三维模型；以及使从来自至少两个不同的姿势的热红外数据得到的模型数据与三维模型相关以从而提供物体的三维热红外模型。一般，电子处理设备:确定指示物体的可见图像的颜色数据；以及使从来自至少两个不同的姿势的可见图像数据得到的模型数据与三维模型相关以从而提供物体的三维颜色模型。一般，电子处理设备产生物体的三维融合热红外和颜色模型。—般，系统包括:连接到壳体的范围传感器，其感测物体的范围；连接到壳体的可见光图像传感器，其感测物体的可见图像；以及连接到壳体的热红外图像传感器，其感测物体的热红外图像。一般，电子处理设备:确定手持设备的相对姿势；以及使用相对姿势来产生三维模型。—般，电子处理设备使用来自至少一些不同的姿势的范围数据、图像数据和热红外数据中的至少一个来确定手持设备的相对姿势。一般，电子处理设备:估计在范围传感器与热红外图像传感器和可见光图像传感器中的至少一个之间的时序偏移；以及基于偏移来估计与图像数据和/或热红外数据相关的姿势。一般，电子处理设备:使用范围传感器和姿势传感器中的至少一个来确定设备姿势；确定手持设备的运动的路径；基于设备姿势和运动的路径来确定可见光图像传感器姿势和热红外图像传感器姿势。一般，系统包括姿势传感器，且其中电子处理设备使用来自姿势传感器的姿势数据来确定相对姿势。—般，姿势传感器是定向传感器和惯性测量单元中的至少一个。一般，电子处理设备:选择物体表面部分；当成像设备在相对于物体的至少两个不同的姿势中时，识别选定物体表面部分的图像；识别相应于每个所识别的图像的选定物体表面部分的至少一个图像像素；以及使用所识别的图像像素来确定模型数据。一般，对于热红外图像，模型数据包括指示温度的模型热红外数据，且对于可见图像，模型数据包括指示颜色的模型颜色数据。一般，电子处理设备使数据与在相应于选定物体表面部分的三维模型中的体素相关。—般，选定物体表面部分是顶点。一般，电子处理设备使用与所识别的像素相关的数据的加权和来确定模型数据。一般，电子处理设备使用与所识别的像素相关的置信度分数来确定加权和。一般，电子处理设备基于包括下列项中的至少一个的因素来确定置信度分数:当图像被捕获时的传感器的速度；在传感器的视场中的一个或多个像素的位置；在光线和物体表面之间的角度，光线从物体表面部分延伸到传感器；以及当图像被捕获时的范围。一般，对于热红外图像，电子处理设备基于与所识别的像素相关的温度值来确定置信度分数。根据一个方面，本专利技术设法提供产生物体的三维模型的方法，该方法包括，在电子处理设备中:当成像设备在相对于物体的至少两个不同的姿势中时，从多个传感器确定:指示物体的范围的范围数据；指示物体的热红外图像的热红外数据；至少部分地基于来自至少两个不同的姿势的范围数据产生三维模型；以及使从来自至少两个不同的姿势的热红外数据得到的模型数据与三维模型相关以从而提供物体的三维热红外模型。根据一个方面，本专利技术在于用于产生物体的三维模型的系统，该系统包括:便携式成像设备，其包括:壳体；连接到壳体的范围传感器；连接到壳体的可见光图像传感器；以及连接到壳体的热红外图像传感器，其中范围传感器、可见光图像传感器和热红外图像传感器具有重叠的视场；耦合到便携式成像设备的范围传感器、可见光图像传感器和热红外图像传感器的至少一个处理器；以及耦合到至少一个处理器的存储器，包括由处理器可执行来执行下列操作的指令代码:接收来自范围传感器的范围数据、来自可见光图像传感器的图像数据和来自热红外图像传感器的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生物体的三维模型的系统，所述系统包括：便携式手持成像设备，其包括：壳体；连接到所述壳体的多个传感器；耦合到所述多个传感器的至少一个电子处理设备，其中，所述电子处理设备：当所述成像设备处于相对于所述物体的至少两个不同的姿势中时，从所述多个传感器确定：指示所述物体的范围的范围数据；指示所述物体的热红外图像的热红外数据；至少部分地基于来自所述至少两个不同的姿势的所述范围数据产生三维模型；以及使从来自所述至少两个不同的姿势的所述热红外数据得到的模型数据与所述三维模型相关以从而提供所述物体的三维热红外模型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩曼·穆加达姆，
申请(专利权)人：联邦科学和工业研究组织，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU