基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统，包括拍摄室、LED模组、拍摄模组及纹理激光模组，所述LED模组、拍摄模组及纹理激光模组设于所述拍摄室内；所述LED模组用于对所述拍摄室进行照明；所述纹理激光模组用于将红外纹理增强图案投射至被拍摄物体上；所述拍摄模组用于对所述被拍摄物体进行多角度拍摄。本实用新型专利技术结构简单，可有效简化设备，节省一半的设备数量，并将设备的技术指标降低了一个数量级，成本只有其他方案的十分之一。十分之一。十分之一。

【技术实现步骤摘要】
基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统


[0001]本技术涉及三维重建
，尤其涉及一种基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统。

技术介绍

[0002]在计算机视觉中，三维重建是指根据单视图或者多视图的图像重建三维信息的过程。由于单视频的信息不完全，因此三维重建需要利用经验知识；而多视图的三维重建(类似人的双目定位)相对比较容易，其方法是先对摄像机进行标定，即计算出摄像机的图像坐标系与世界坐标系的关系，然后利用多个二维图像中的信息重建出三维信息。
[0003]目前，业界中三维重建的实现一般采用如下几种三维扫描技术方向：
[0004]一、基于传统多视图几何的三维重建算法，该三维重建算法主要包括主动式三维重建算法及被动式三维重建算法。具体地，主动式三维重建算法包括结构光重构算法及TOF(Time of Flight)激光飞行时间重构算法，其中，结构光重构算法难以支持多相机同时工作，而TOF激光飞行时间重构算法的精度较低，对距离要求较高；另外，被动式三维重建算法包括单目视觉重构算法及双目/多目视觉重构算法，其中，单目视觉重构算法精度较低，而双目/多目视觉重构算法对物体材质纹理的要求较高。
[0005]二、基于激光扫描测距的3D扫描仪重建算法，但激光扫描的速度慢、时间长，不能很好地应用于实际生产；
[0006]三、基于深度学习的三维重建算法，但该三维重建算法还远没有完善。
[0007]因此，现有的三维重建技术不能满足用户的实际需求，还需进行进一步的深入研究。
技术内容
[0008]本技术所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统，可有效节省设备数量及降低设备的技术指标。
[0009]为了解决上述技术问题，本技术提供了一种基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统，包括拍摄室、LED模组、拍摄模组及纹理激光模组，所述LED模组、拍摄模组及纹理激光模组设于所述拍摄室内；所述LED模组用于对所述拍摄室进行照明；所述纹理激光模组用于将红外纹理增强图案投射至被拍摄物体上；所述拍摄模组用于对所述被拍摄物体进行多角度拍摄。
[0010]作为上述方案的改进，所述纹理激光模组输出的光波波长大于800nm。
[0011]作为上述方案的改进，所述纹理激光模组包括多个红外激光散斑衍射器及红外条纹激光衍射器。
[0012]作为上述方案的改进，所述红外激光散斑衍射器设于所述被拍摄物体的凹凸区域附近，用于将红外纹理增强图案投射至所述被拍摄物体的凹凸区域上。
[0013]作为上述方案的改进，所述红外条纹激光衍射器设于所述被拍摄物体的条状区域
附近，用于将红外纹理增强图案投射至所述被拍摄物体的条状区域上。
[0014]作为上述方案的改进，所述LED模组输出的光波波长小于700nm。
[0015]作为上述方案的改进，所述拍摄模组包括多个CMOS摄像机。
[0016]作为上述方案的改进，所述拍摄室包括侧壁、顶壁及底壁，所述侧壁、顶壁及底壁相互连接以形成密闭空间；所述侧壁包括外侧壁及内侧壁，所述外侧壁与内侧壁之间形成空腔；所述LED模组、拍摄模组及纹理激光模组设于所述内侧壁上，所述LED模组、拍摄模组及纹理激光模组的通电线穿过所述内侧壁并与所述外侧壁上的电源连接。
[0017]作为上述方案的改进，所述内侧壁上设有多个定位件，所述LED模组、拍摄模组及纹理激光模组可拆卸地固定于所述定位件上。
[0018]作为上述方案的改进，所述内侧壁为网状结构。
[0019]实施本技术，具有如下有益效果：
[0020]本技术将LED模组、拍摄模组及纹理激光模组置于密闭的拍摄室中，形成独立的基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统。工作时，同时使用红外纹理增强和可见光纹理，可将红外纹理增强图案投射至被拍摄物体上，以有效弥补被拍摄物体4表面材质纹理的不足；而红外纹理光场为人眼所不可感知，因此红外纹理增强，不会导致人眼的对强光的刺激性反应，保证图片的质量，实现了无振动的红外纹理投射和切换；
[0021]同时，本技术的纹理激光模组所产生的投影仅用于加强纹理，所以对纹理激光模组的稳定性，精确性，散斑的质量，以及同批次产品的质量一致性要求非常低，纹理激光模组的成本只为现有3D重建算法的所用纹理激光模组的几分之一；
[0022]另外，本技术采用纹理激光模组投射纹理，采用无红外辐射的LED模组作为环境光源，并利用了拍摄模组感光波段和LED光源的频谱波段的分布，巧妙的实现了一套摄像头，连续拍摄两组照片的方法，从而避免了机械抖动对相机姿态的影响，保证有增强照片组和基础照片组的相机姿态的完全一致，保证了无机械振动的切换，提高了摄像头的定位精度和3D重建质量；还简化了设备，可以节省一半的设备数量，将设备的技术指标降低了一个数量级，成本只有其他方案的十分之一。
附图说明
[0023]图1是本技术本技术基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统的俯视图；
[0024]图2是本技术本技术基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统的立体图；
[0025]图3是本技术中CMOS摄像机的红、绿、蓝敏感度曲线图。
具体实施方式
[0026]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。
[0027]参见图1及图2，图1及图2显示了本技术基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统的具体结构，其包括拍摄室、LED模组、拍摄模组及纹理激光模组，所述LED模组、拍摄模组及纹理激光模组设于所述拍摄室内，具体地：
[0028]所述LED模组用于对所述拍摄室进行照明。优选地，所述LED模组输出的光波波长小于700nm，为冷光源，无红外辐射。
[0029]所述纹理激光模组用于将红外纹理增强图案投射至被拍摄物体上。优选地，所述纹理激光模组包括多个红外激光散斑衍射器及红外条纹激光衍射器，所述纹理激光模组输出的光波波长大于800nm，优选为830-850nm。
[0030]所述拍摄模组用于对所述被拍摄物体进行多角度拍摄。优选地，所述拍摄模组包括多个CMOS摄像机。
[0031]下面结合具体的扫描方法对本技术作进一步的详细描述：
[0032](1)启动LED模组对拍摄室进行照明；
[0033](2)启动纹理激光模组以将红外纹理增强图案投射至被拍摄物体4上，并启动拍摄模组对所述被拍摄物体4进行多角度拍摄以生成增强照片组，其中，每组增强照片组包括60-80张增强照片；
[0034](3)关闭所述纹理激光模组，并启动所述拍摄模组对所述被拍摄物体4进行多角度拍摄以生成基础照片组，其中，每组基础照片组包括60-80张基础照片。
[0035]需要说明的是，将红外纹理增强图案投射至被拍摄物体4上，可有效弥补被拍摄物体4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统，其特征在于，包括拍摄室、LED模组、拍摄模组及纹理激光模组，所述LED模组、拍摄模组及纹理激光模组设于所述拍摄室内；所述LED模组用于对所述拍摄室进行照明；所述纹理激光模组用于将红外纹理增强图案投射至被拍摄物体上；所述拍摄模组用于对所述被拍摄物体进行多角度拍摄。2.如权利要求1所述的基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统，其特征在于，所述纹理激光模组输出的光波波长大于800nm。3.如权利要求1或2所述的基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统，其特征在于，所述纹理激光模组包括多个红外激光散斑衍射器及红外条纹激光衍射器。4.如权利要求3所述的基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统，其特征在于，所述红外激光散斑衍射器设于所述被拍摄物体的凹凸区域附近，用于将红外纹理增强图案投射至所述被拍摄物体的凹凸区域上。5.如权利要求3所述的基于3D重建的红外激光辅助多相机3D扫描系统，其特征在于，所述红外条纹激光衍射器设于所述被拍摄物体的条状区域附近，用于将红外纹理...

【专利技术属性】
技术研发人员：方彤，谢辉，
申请(专利权)人：广州梦域数码技术有限公司，
类型：新型
国别省市：