一种灵活、多功能的三维重建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种灵活、多功能的三维重建方法及装置，包括：通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行环形运动；控制三维扫描传感器采集目标物体的深度图像；对深度图像进行处理，获得目标物体的点云数据；对点云数据进行处理，获得目标物体的三维模型并输出。本发明专利技术的灵活、多功能的三维重建方法及装置，通过运动系统既可实现三维扫描传感器和目标物体之间的平动，还可实现目标物体的旋转运动，实现了对目标物体的360°环形扫描，提升了三维重新的灵活性和完整性。

【技术实现步骤摘要】
一种灵活、多功能的三维重建方法及装置
本专利技术涉及三维重建
，特别涉及一种灵活、多功能的三维重建方法及装置。
技术介绍
三维重建技术通过深度数据获取、预处理、点云配准与融合、生成表面等过程在计算机中真实地重建出物体的三维虚拟模型，是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础,也是计算机辅助几何设计(CAGD)、计算机图形学(CG)、计算机动画、计算机视觉、医学图像处理、科学计算和虚拟现实、数字媒体创作等领域的共性科学问题和核心技术，具有极大的发展前景与市场潜力。传统的获取物体三维数据的方法主要是依靠结构光或者激光等三维重建方法，目前的3D扫描系统多是传感器与待重建物体平行扫描，无法实现360°扫描重建。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于提供了一种灵活、多功能的三维重建方法及装置，通过运动系统既可实现三维扫描传感器和目标物体之间的平动，还可实现目标物体的旋转运动，实现了对目标物体的360°环形扫描，提升了三维重新的灵活性和完整性。本专利技术实施例提供的一种灵活、多功能的三维重建方法，包括：通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行环形运动；控制所述三维扫描传感器采集所述目标物体的深度图像；对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据；在所述三维扫描传感器的运动过程中，获得不同角度下所述目标物体的点云数据并对其进行处理获得所述目标物体的三维模型并输出。优选地，所述通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行环形运动，包括：通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行360°不同角度的环形运动。优选地，所述对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据，包括：采用预设的重建算法对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据。优选地，所述在所述三维扫描传感器的运动过程中，获得不同角度下所述目标物体的点云数据并对其进行处理获得所述目标物体的三维模型并输出，包括：解析不同角度下所述目标物体的深度图像，获得位移信息；根据所述位移信息将不同角度下所述目标物体的点云数据进行排序和组合，获得初始模型；将所述初始模型输入三维引擎进行点云三角化，获得所述目标物体的三维模型；输出所述三维模型。本专利技术实施例提供的一种灵活、多功能的三维重建装置，包括：上位机、与所述上位机电连接的运动控制系统和三维扫描传感器；所述运动控制系统包括：伺服电机和运动控制卡；所述三维扫描传感器包括：线激光扫描仪和工业相机；所述上位机通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行环形运动，控制所述三维扫描传感器采集所述目标物体的深度图像，对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据，在所述三维扫描传感器的运动过程中，获得不同角度下所述目标物体的点云数据并对其进行处理获得所述目标物体的三维模型并输出。优选地，所述上位机通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行环形运动，包括：通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行360°不同角度的环形运动。优选地，所述上位机对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据，包括：采用预设的重建算法对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据。优选地，所述上位机在所述三维扫描传感器的运动过程中，获得不同角度下所述目标物体的点云数据并对其进行处理获得所述目标物体的三维模型并输出，包括：解析不同角度下所述目标物体的深度图像，获得位移信息；根据所述位移信息将不同角度下所述目标物体的点云数据进行排序和组合，获得初始模型；将所述初始模型输入三维引擎进行点云三角化，获得所述目标物体的三维模型；输出所述三维模型。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例中一种灵活、多功能的三维重建方法的流程图；图2为本专利技术一个实施例的具体应用示意性流程图；图2中，上位机控制伺服电机选择运动方式，控制待测物体或三维扫描传感器运动，打开线激光扫描仪和工业相机，记录扫描得到的图像；将扫描得到的图像输入上位机，利用重建算法进行处理后获得待测物体的完整点云数据；最后将点云数据进行三角化处理，输出完整模型。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种灵活、多功能的三维重建方法，如图1所示，包括：S1、通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行环形运动；S2、控制所述三维扫描传感器采集所述目标物体的深度图像；S3、对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据；S4、在所述三维扫描传感器的运动过程中，获得不同角度下所述目标物体的点云数据并对其进行处理获得所述目标物体的三维模型并输出。上述技术方案的工作原理为：运动控制系统由伺服电机和运动控制卡等组成；三维扫描传感器由线激光扫描仪和工业相机组成；运动控制系统可以控制三维扫描传感器或目标物体进行运动；线激光扫描仪与工业相机配合工作；线激光扫描仪负责向目标物体投射结构光，工业相机采集目标物体的视频深度图像；通过运动控制系统可以控制三维扫描传感器围绕着目标物体进行360°地环形运动；每切换一个角度，控制三维扫描传感器采集所述目标物体的深度图像；对采集到的目标物体的深度图像进行处理就可以获得目标物体的点云数据；然后对点云数据进行处理就可以获得目标物体的完整三维模型；最后，输出该三维模型；在三维重建过程中，还加入了CUDA(统一计算设备架构)加速，可缩短重建的时间。上述技术方案的有益效果为：本专利技术实施例的运动系统既可实现三维扫描传感器和目标物体之间的平动，还可实现目标物体的旋转运动，实现了对目标物体的360°环形扫描，提升了三维重新的灵活性和完整性。本专利技术实施例提供了一种灵活、多功能的三维重建方法，所述通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行环形运动，包括：通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行360°不同角度的环形运动。上述技术方案的工作原理为：运动控制系统可以控制三维扫描传感器围绕着目标物体进行360°不同角度无死角进行环形运动，对目标物体进行环形扫描，这样就可以采集到目标物体每个角度的深度图像；而且，对目标物体进行360°环形扫描可以最大程度提升对目标物体曲面的重建质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灵活、多功能的三维重建方法，其特征在于，包括：/n通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行环形运动；/n控制所述三维扫描传感器采集所述目标物体的深度图像；/n对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据；/n在所述三维扫描传感器的运动过程中，获得不同角度下所述目标物体的点云数据并对其进行处理获得所述目标物体的三维模型并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种灵活、多功能的三维重建方法，其特征在于，包括：
通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行环形运动；
控制所述三维扫描传感器采集所述目标物体的深度图像；
对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据；
在所述三维扫描传感器的运动过程中，获得不同角度下所述目标物体的点云数据并对其进行处理获得所述目标物体的三维模型并输出。


2.如权利要求1所述的一种灵活、多功能的三维重建方法，其特征在于，所述通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行环形运动，包括：
通过运动控制系统控制三维扫描传感器围绕目标物体进行360°不同角度的环形运动。


3.如权利要求1所述的一种灵活、多功能的三维重建方法，所述对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据，包括：
采用预设的重建算法对所述深度图像进行处理，获得所述目标物体的点云数据。


4.如权利要求1所述的一种灵活、多功能的三维重建方法，所述在所述三维扫描传感器的运动过程中，获得不同角度下所述目标物体的点云数据并对其进行处理获得所述目标物体的三维模型并输出，包括：
解析不同角度下所述目标物体的深度图像，获得位移信息；
根据所述位移信息将不同角度下所述目标物体的点云数据进行排序和组合，获得初始模型；
将所述初始模型输入三维引擎进行点云三角化，获得所述目标物体的三维模型；
输出所述三维模型。


5.一种灵活、多功能的三维重建装置，其特征在于，包括：
上位机、与所述上位机电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国平，郭彦彬，刘迎宾，叶韶华，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42