一种基于移动设备单目相机的场景重建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及智能设备位置姿态及计算机视觉领域，本发明专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种基于移动设备单目相机的场景重建方法及装置。用同一智能设备单目相机（含单个摄像头）在不同位置拍摄同一场景同一物体的思想来模拟双目立体视觉，即：将智能设备t1时刻（第一次）拍照的位置设为相机1所处位置，将智能设备t2时刻（第二次）拍照位置设为相机2所处位置；通过对这两个时刻拍摄图像进行数据处理得到单目相机内外参数，然后通过得到的稠密视觉差图得到t1时刻图像任意位置的三维坐标，进行三维场景重建。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能设备位姿态及计算机视觉领域，尤其是涉及一种基于移动设备单目相机的场景重建方法及装置。
技术介绍
随着智能移动设备的广泛应用，其内嵌的摄像头和传感器也越来越丰富。其中，智能手机的摄像头仍主要用于场景拍照和视频通话。然而，随着三维技术的发展以及消费者对手机成像功能越来越高的要求，通过手机设备进行场景重建和目标测距得到了更多地关注。传统的场景重建技术主要以双目相机为基础，通过相机标定获得内外参数进而建立图像像素点坐标与三维空间坐标的对应关系，从而实现场景重建和目标测距。而常见的智能手机只含一个摄像头，这种方法并不适用。随着智能手机硬件设备完善，加速度计、陀螺仪、磁力计等传感器越来越普及，其测量精度也越来越高。利用这些传感器数据可对手机准确定位和有效测量智能手机各时刻的姿态，但是无线实现场景重建等功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种基于移动设备单目相机的场景重建方法及装置。用同一智能设备单目相机(含单个摄像头)在不同位置拍摄同一场景相同物体的思想来模拟双目立体视觉，即：将智能设备t1时刻(第一次)拍照的位置设为相机1所处位置，将智能设备t2时刻(第二次)拍照位置设为相机2所处位置；通过对这两个时刻拍摄图像进行数据处理得到单目相机内外参数，然后通过得到的稠密视觉差值得到t1时刻图像的任意位置的视觉差值，进行三维场景重建。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于移动设备单目相机的场景重建方法包括：步骤1：通过移动设备的单目相机拍摄同一物体的两个不同位置的图片，即t1时刻拍摄第一张图片，t2时刻拍摄第二张图片；移动设备从t1时刻开始记录时长为X的传感器设备数据；t2＝t1+X；步骤2：计算移动设备t1时刻的初始姿态矩阵Cb1n；对传感器设备数据进行融合，用以更新姿态，得到t2时刻的终止姿态矩阵Cb2n，步骤3：根据初始姿态矩阵Cb1n，终止姿态矩阵Cb2n得到两个位置的旋转矩阵根据旋转矩阵计算相机外参矩阵R；同时得到根据传感器中加速度计得到的参数计算相机外参矩阵T；步骤4：根据相机内参矩阵M和外参矩阵T、R，进行拍摄场景重建。进一步的，所述步骤2具体过程是：步骤21：在移动设备的单目相机第一次拍照时，移动设备处于静止状态：(移动设备坐标系中加速度计在移动设备坐标轴的x,y,z三个轴的加速度分量只受重力加速度影响)根据移动设备的传感器数据得到移动设备坐标系在当前时刻相对于地理坐标系的初始姿态矩阵Cb1n；再利用t1时刻角速度数据得到零点漂移Offset＝{xgyr0,ygyr0,zgyr0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于移动设备单目相机的场景重建方法，其特征在于包括：步骤1：通过移动设备的单目相机拍摄同一物体的两个不同位置的图片，即t1时刻拍摄第一张图片，t2时刻拍摄第二张图片；移动设备从t1时刻开始记录时长为X的传感器设备数据；t2＝t1+X；步骤2：计算移动设备t1时刻的初始姿态矩阵Cb1n；对传感器设备数据进行融合，用以更新姿态，得到t2时刻的终止姿态矩阵Cb2n，步骤3：根据初始姿态矩阵Cb1n，终止姿态矩阵Cb2n得到两个位置的旋转矩阵根据旋转矩阵计算相机外参矩阵R；同时得到根据传感器中加速度计得到的参数计算相机外参矩阵T；步骤4：根据相机内参矩阵M和外参矩阵T、R，进行拍摄场景重建。

【技术特征摘要】
1.一种基于移动设备单目相机的场景重建方法，其特征在于包括：步骤1：通过移动设备的单目相机拍摄同一物体的两个不同位置的图片，即t1时刻拍摄第一张图片，t2时刻拍摄第二张图片；移动设备从t1时刻开始记录时长为X的传感器设备数据；t2＝t1+X；步骤2：计算移动设备t1时刻的初始姿态矩阵Cb1n；对传感器设备数据进行融合，用以更新姿态，得到t2时刻的终止姿态矩阵Cb2n，步骤3：根据初始姿态矩阵Cb1n，终止姿态矩阵Cb2n得到两个位置的旋转矩阵根据旋转矩阵计算相机外...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙学军，徐一丹，周剑，王时丽，
申请(专利权)人：成都通甲优博科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51