三维建模方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及三维建模领域，公开了一种三维建模方法、系统、设备及存储介质。该方法包括：投影拍摄系统基于第X相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X空间数据，并将第X空间数据发送至所述计算分析系统；计算分析系统接收第X空间数据，根据第X空间数据，生成第X姿态更新数据，以及将第X姿态更新数据发送至运动调整系统；运动调整系统接收第X姿态更新数据，基于第X姿态更新数据，改变投影拍摄系统与待建模物体的空间相对位置；投影拍摄系统基于第X+1相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X+1空间数据，并将第X+1空间数据发送至所述计算分析系统；计算分析系统接收第X+1空间数据，根据第X空间数据与第X+1空间数据，生成三维模型。生成三维模型。生成三维模型。

【技术实现步骤摘要】
三维建模方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及三维建模领域，尤其涉及一种三维建模方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，随着VR技术不断发展与创新，人们对三维基础数据的需求越来越大。目前一种重要的三维模型获取方法为三维扫描，快速方便地获取完整人脸三维模型，成为一个研究热点。
[0003]鉴于目前人脸扫描设备有效工作区域无法覆盖到整个人脸，一般采用的方法均为在各个区域及角度分多次扫描重建，再融合成一个完整的人脸三维数据。
[0004]获取三维数据模型主要有两种方法，一种是通过3DMax、blender等专业三维模型制作软件建模。一种是通过视觉的方法进行三维重建。前者需要较高的专业素养，且制作一个1:1还原且高精度的三维模型耗时巨大，后者操作相对简单，耗时大大减少。但是目前来说，多组扫描模块的方案，首先要比单扫描模块多出两套模块，硬件成本更高；其次三组模块需要按照特点位姿安装，导致硬件系统所占空间非常大，使用场景受限。一组扫描模块的方案，不管是模块移动还是被扫描目标移动，都存在两者之间相对位姿的配合问题，稍有偏差，就可能导致最终重建失败，存在较高门槛，对没有使用经验的人极不友好。因此，需要一种能解决目前视觉三维建模中扫描硬件成本过高和扫描处理要求过高的技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于解决目前视觉三维建模中扫描硬件成本过高和扫描处理要求过高的技术问题。
[0006]本专利技术第一方面提供了一种三维建模方法，所述三维建模方法应用于三维建模系统，所述三维建模系统具体包括：运动调整系统、投影拍摄系统、计算分析系统，所述运动调整系统与所述投影拍摄系统固定连接，所述三维建模方法包括：
[0007]所述投影拍摄系统基于第X相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X空间数据，并将所述第X空间数据发送至所述计算分析系统，其中，所述第X相对坐标系包括：所述投影拍摄系统与所述待建模物体基于空间相对位置建立的三维坐标系，X为正整数；
[0008]所述计算分析系统接收所述第X空间数据，根据所述第X空间数据，生成第X姿态更新数据，以及将所述第X姿态更新数据发送至所述运动调整系统；
[0009]所述运动调整系统接收所述第X姿态更新数据，基于所述第X姿态更新数据，改变所述投影拍摄系统与所述待建模物体的空间相对位置；
[0010]所述投影拍摄系统基于第X+1相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X+1空间数据，并将所述第X+1空间数据发送至所述计算分析系统，其中，所述第X+1相对坐标系包括：所述投影拍摄系统与所述待建模物体基于空间相对位置建立的三维坐标系；
[0011]所述计算分析系统接收所述第X+1空间数据，根据所述第X空间数据与所述第X+1空间数据，生成三维模型。
[0012]可选的，在本专利技术第一方面的第一种实现方式中，在所述投影拍摄系统基于第X相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X空间数据之前，还包括：
[0013]所述投影拍摄系统对预置标定板投影棋盘格图像，以及拍摄具有棋盘格图像的标定板，得到第一标定图像；
[0014]所述投影拍摄系统取消对所述标定板投影棋盘格图像，以及拍摄不具有棋盘格图像的标定板，得到第二标定图像；
[0015]基于张正友标定法，分析所述第一标定图像和所述第二标定图像，得到所述标定板的标定坐标系、所述标定坐标系转换至所述投影拍摄系统中拍摄镜头坐标系的坐标转换矩阵M1。
[0016]可选的，在本专利技术第一方面的第二种实现方式中，所述投影拍摄系统基于第X相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X空间数据包括：
[0017]将所述待建模物体固定于所述标定板上；
[0018]所述投影拍摄系统基于第X相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X空间数据。
[0019]可选的，在本专利技术第一方面的第三种实现方式中，所述根据所述第X空间数据与所述第X+1空间数据，生成三维模型包括：
[0020]所述计算分析系统获取所述投影拍摄系统与所述运动调整系统的连结点坐标系，获取所述运动调整系统的安装点坐标系；
[0021]计算所述连结点坐标系转换至所述安装点坐标系的坐标转换矩阵M2，计算所述拍摄镜头坐标系转换至所述连结点坐标系的坐标转换矩阵M3；
[0022]根据所述坐标转换矩阵M1、所述坐标转换矩阵M2、所述坐标转换矩阵M3，计算生成坐标转换关系M4；
[0023]根据所述坐标转换关系M4，将所述第X空间数据从所述标定坐标系转换至所述安装点坐标系，得到第X转换数据，将所述第X+1空间数据从所述标定坐标系转换至所述安装点坐标系，得到第X+1转换数据；
[0024]基于所述第X转换数据和所述第X+1转换数据，生成三维模型。
[0025]可选的，在本专利技术第一方面的第四种实现方式中，所述坐标转换关系M4包括：
[0026]坐标转换关系M4＝坐标转换矩阵M1*坐标转换矩阵M2*坐标转换矩阵M3。
[0027]可选的，在本专利技术第一方面的第五种实现方式中，所述计算分析系统接收所述第X+1空间数据，根据所述第X空间数据与所述第X+1空间数据，生成三维模型还包括：
[0028]所述计算分析系统接收所述第X+1空间数据，根据所述第X+1空间数据，生成第X+1姿态更新数据，以及将所述第X+1姿态更新数据发送至运动调整系统；
[0029]所述运动调整系统接收所述第X+1姿态更新数据，基于所述第X+1姿态更新数据，改变所述投影拍摄系统与所述待建模物体的空间相对位置；
[0030]所述投影拍摄系统基于第X+2相对坐标系，扫描出所述待建模物体对应的第X+2空间数据，并将所述第X+2空间数据发送至所述计算分析系统，其中，所述第X+2相对坐标系包括：所述投影拍摄系统与所述待建模物体基于空间相对位置建立的三维坐标系；
[0031]所述计算分析系统根据所述第X空间数据、所述第X+1空间数据、所述第X+2空间数据，生成三维模型。
[0032]可选的，在本专利技术第一方面的第六种实现方式中，所述根据所述第X空间数据，生
成第X姿态更新数据包括：
[0033]分析所述第X空间数据的镜头扫描方向，生成所述镜头扫描方向变换45度夹角的第X姿态更新数据。
[0034]本专利技术第二方面提供了一种三维建模系统，所述三维建模系统包括：
[0035]运动调整系统、投影拍摄系统、计算分析系统，所述运动调整系统与所述投影拍摄系统固定连接；
[0036]所述投影拍摄系统用于基于第X相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X空间数据，并将所述第X空间数据发送至所述计算分析系统，其中，所述第X相对坐标系包括：所述投影拍摄系统与所述待建模物体基于空间相对位置建立的三维坐标系，X为正整数；
[0037]所述计算分析系统用于接收所述第X空间数据，根据所述第X空间数据，生成第X姿态更新数据，以及将所述第X姿态更新数据发送至所述运动调整系统；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维建模方法，其特征在于，所述三维建模方法应用于三维建模系统，所述三维建模系统具体包括：运动调整系统、投影拍摄系统、计算分析系统，所述运动调整系统与所述投影拍摄系统固定连接，所述三维建模方法包括：所述投影拍摄系统基于第X相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X空间数据，并将所述第X空间数据发送至所述计算分析系统，其中，所述第X相对坐标系包括：所述投影拍摄系统与所述待建模物体基于空间相对位置建立的三维坐标系，X为正整数；所述计算分析系统接收所述第X空间数据，根据所述第X空间数据，生成第X姿态更新数据，以及将所述第X姿态更新数据发送至所述运动调整系统；所述运动调整系统接收所述第X姿态更新数据，基于所述第X姿态更新数据，改变所述投影拍摄系统与所述待建模物体的空间相对位置；所述投影拍摄系统基于第X+1相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X+1空间数据，并将所述第X+1空间数据发送至所述计算分析系统，其中，所述第X+1相对坐标系包括：所述投影拍摄系统与所述待建模物体基于空间相对位置建立的三维坐标系；所述计算分析系统接收所述第X+1空间数据，根据所述第X空间数据与所述第X+1空间数据，生成三维模型。2.根据权利要求1所述的三维建模方法，其特征在于，在所述投影拍摄系统基于第X相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X空间数据之前，还包括：所述投影拍摄系统对预置标定板投影棋盘格图像，以及拍摄具有棋盘格图像的标定板，得到第一标定图像；所述投影拍摄系统取消对所述标定板投影棋盘格图像，以及拍摄不具有棋盘格图像的标定板，得到第二标定图像；基于张正友标定法，分析所述第一标定图像和所述第二标定图像，得到所述标定板的标定坐标系、所述标定坐标系转换至所述投影拍摄系统中拍摄镜头坐标系的坐标转换矩阵M1。3.根据权利要求2所述的三维建模方法，其特征在于，所述投影拍摄系统基于第X相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X空间数据包括：将所述待建模物体固定于所述标定板上；所述投影拍摄系统基于第X相对坐标系，扫描出待建模物体对应的第X空间数据。4.根据权利要求2所述的三维建模方法，其特征在于，所述根据所述第X空间数据与所述第X+1空间数据，生成三维模型包括：所述计算分析系统获取所述投影拍摄系统与所述运动调整系统的连结点坐标系，获取所述运动调整系统的安装点坐标系；计算所述连结点坐标系转换至所述安装点坐标系的坐标转换矩阵M2，计算所述拍摄镜头坐标系转换至所述连结点坐标系的坐标转换矩阵M3；根据所述坐标转换矩阵M1、所述坐标转换矩阵M2、所述坐标转换矩阵M3，计算生成坐标转换关系M4；根据所述坐标转换关系M4，将所述第X空间数据从所述标定坐标系转换至所述安装点坐标系，得到第X转换数据，将所述第X+1空间数据从所述标定坐标系转换至所述安装点坐标系，得到第X+1转换数据；
基于所述第X转换数据和所述第X+1转换数据，生成三维模型。5.根据权利要求1所述的三维建模方法，其特征在于，所述坐标转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏全新，谢双云，
申请(专利权)人：深圳中科智美科技有限公司，
类型：发明
国别省市：