【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出了四目相机手持高精度三维扫描阵列结构、视觉方法和系统，本专利技术涉及三维扫描阵列，特别涉及四目相机手持高精度三维扫描阵列结构。
技术介绍
1、现有的双目机器视觉通常采用黑白相机进行三维重建，没有附带纹理贴图的效果，双目立体视觉依赖双目同名点匹配，在遇到遮挡，名点匹配困难存在扫描死角，部分双目立体视觉采用彩色相机进行三维重建，彩色相机容易导致高噪声，数据的缺失和重建的模糊，传统的双目结构只有一套内外参数，视场大了体积精度好，但是往往导致细节模糊，视场小了细节好，但是难以保障体积精度。
技术实现思路
1、本专利技术提供了四目相机手持高精度三维扫描阵列结构、视觉方法和系统，用以解决现有的双目机器视觉通常采用黑白相机进行三维重建，没有附带纹理贴图的效果，双目立体视觉依赖双目同名点匹配，在遇到遮挡，名点匹配困难存在扫描死角，部分双目立体视觉采用彩色相机进行三维重建，彩色相机容易导致高噪声，数据的缺失和重建的模糊，传统的双目结构只有一套内外参数，视场大了体积精度好，但是往往导致细节模糊，视场小了细节好，但是难以保障体积精度等问题：
2、本专利技术提出的四目相机手持高精度三维扫描阵列结构、视觉方法和系统，所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构包括四路相机，其中，所述四路相机包括3路黑白相机和1路rgb相机，并且，所述3路黑白相机不在一条直线上。
3、进一步地，所述3路黑白相机中每两个相机之间形成一个相机直线距离，共生成三个相机直线距离，其中，所述三个相机直线
4、进一步地，直线距离最长的所述相机直线距离所对应的两个黑白相机构成双目关系，并且，除双目关系的两个黑白相机之外的第三个黑白相机对双目关系的两个黑白相机存在于共同视场，并用于对双目关系的两个黑白相机生成的被遮挡的同名点进行匹配关系判断。
5、进一步地，利用所述3路黑白相机的旋转矩阵和水平矩阵与所述1路rgb相机的旋转矩阵和水平矩阵之间的关系对1路rgb相机与所述3路黑白相机的距离进行标定。其中，所述1路rgb相机与所述3路黑白相机的距离通过如下公式获取：
6、1路rgb相机与除双目关系的两个黑白相机之外的第三个黑白相机的距离计算公式：
7、
8、其中，为1路rgb相机与除双目关系的两个黑白相机之外的第三个黑白相机的距离，为rgb相机的旋转次数，为rgb相机第i次旋转的通过rgb相机的旋转矩阵计算的旋转角度, 为所述第三个黑白相机的总旋转次数，为所述第三个黑白相机在第m次旋转的旋转角度，以预设原点为参照点，建立平面直角坐标系， 为所述第三个黑白相机的横坐标和rgb相机横坐标中的较大横坐标，为所述第三个黑白相机的横坐标和rgb相机横坐标中的较小横坐标，为所述第三个黑白相机的纵坐标和rgb相机纵坐标中的较大纵坐标，为所述第三个黑白相机的纵坐标和rgb相机纵坐标中的较小纵坐标；
9、1路rgb相机与双目关系的两个黑白相机的距离公式：
10、
11、其中，为1路rgb相机与存在双目关系的两个黑白相机的距离，为rgb相机的旋转次数，为rgb相机第i次旋转的通过rgb相机的旋转矩阵计算的旋转角度,为构成双目关系的两个黑白相机的总旋转次数，和为分别为构成双目关系的两个黑白相机分别在第m次旋转的旋转角度，以构成双目关系的两个黑白相机的直线距离中心点为双目相机坐标点，为所述双目相机坐标点的横坐标和rgb相机横坐标中的较大横坐标，为所述双目相机坐标点的横坐标和rgb相机横坐标中的较小横坐标，为所述双目相机坐标点的纵坐标和rgb相机纵坐标中的较大纵坐标，为所述双目相机坐标点的纵坐标和rgb相机纵坐标中的较小纵坐标。
12、进一步地，所述视觉方法包括：
13、对3路黑白相机中的1路黑白相机的位置和相机参数进行布设；
14、利用3路黑白相机中的1路黑白相机作为遮挡的同名点的像素补偿结合1路rgb相机的彩色纹理映射的方式进行目标物体的带色彩纹理的3d模型的建立。
15、进一步地，对3路黑白相机中的1路黑白相机的位置和相机参数进行布设，包括：
16、针对3路黑白相机和1路rgb相机进行内部参数标定和外部参数标定，其中，所述内部参数包括光学中心和畸变系数；外部参数包括旋转矩阵和水平矩阵；
17、利用所述3路黑白相机的旋转矩阵和水平矩阵与所述1路rgb相机的旋转矩阵和水平矩阵之间的关系对1路rgb相机与所述3路黑白相机的距离进行标定；其中，所述1路rgb相机与所述3路黑白相机的距离通过如下公式获取：
18、1路rgb相机与除双目关系的两个黑白相机之外的第三个黑白相机的距离计算公式：
19、
20、其中，为1路rgb相机与除双目关系的两个黑白相机之外的第三个黑白相机的距离，为rgb相机的旋转次数，为rgb相机第i次旋转的通过rgb相机的旋转矩阵计算的旋转角度, 为所述第三个黑白相机的总旋转次数，为所述第三个黑白相机在第m次旋转的旋转角度，以预设原点为参照点，建立平面直角坐标系， 为所述第三个黑白相机的横坐标和rgb相机横坐标中的较大横坐标，为所述第三个黑白相机的横坐标和rgb相机横坐标中的较小横坐标，为所述第三个黑白相机的纵坐标和rgb相机纵坐标中的较大纵坐标，为所述第三个黑白相机的纵坐标和rgb相机纵坐标中的较小纵坐标；
21、1路rgb相机与双目关系的两个黑白相机的距离公式：
22、
23、其中，为1路rgb相机与存在双目关系的两个黑白相机的距离，为rgb相机的旋转次数，为rgb相机第i次旋转的通过rgb相机的旋转矩阵计算的旋转角度,为构成双目关系的两个黑白相机的总旋转次数，和为分别为构成双目关系的两个黑白相机分别在第m次旋转的旋转角度，以构成双目关系的两个黑白相机的直线距离中心点为双目相机坐标点，为所述双目相机坐标点的横坐标和rgb相机横坐标中的较大横坐标，为所述双目相机坐标点的横坐标和rgb相机横坐标中的较小横坐标，为所述双目相机坐标点的纵坐标和rgb相机纵坐标中的较大纵坐标，为所述双目相机坐标点的纵坐标和rgb相机纵坐标中的较小纵坐标。
24、将所述3路黑白相机和1路rgb相机与目标物体进行对齐，使所述3路黑白相机和1路rgb相机与目标物体在同一水平面上；其中，所述3路黑白相机中每两个相机之间形成一个相机直线距离，共生成三个相机直线距离，并且，所述三个相机直线距离中，两条相机直线距离小于第三个相机直线距离；
25、利用直线距离最长的所述相机直线距离所对应的2路黑白相机构成双目关系；
26、使除双目关系的2路黑白相机之外的第3路黑白相机对双目关系的两个黑白相机存在于共同视场。
27、进一步地，利用3路黑白相机中的1路黑白相机作为遮挡的同名点的像素补偿结合1路rgb相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.四目相机手持高精度三维扫描阵列结构，其特征在于，所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构包括四路相机，其中，所述四路相机包括3路黑白相机和1路RGB相机，并且，所述3路黑白相机不在一条直线上。
2.根据权利要求1所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构，其特征在于，所述3路黑白相机中每两个相机之间形成一个相机直线距离，共生成三个相机直线距离，其中，所述三个相机直线距离中，两条相机直线距离小于第三个相机直线距离。
3.根据权利要求1或2所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构，其特征在于，直线距离最长的所述相机直线距离所对应的两个黑白相机构成双目关系，并且，除双目关系的两个黑白相机之外的第三个黑白相机对双目关系的两个黑白相机存在于共同视场，并用于对双目关系的两个黑白相机生成的被遮挡的同名点进行匹配关系判断。
4.根据权利要求1所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构，其特征在于，利用所述3路黑白相机的旋转矩阵和水平矩阵与所述1路RGB相机的旋转矩阵和水平矩阵之间的关系对1路RGB相机与所述3路黑白相机的距离进行标定，其中，所述1路RGB相机与所述3路
5.四目相机手持高精度三维扫描阵列结构的视觉方法，其特征在于，所述视觉方法包括：
6.根据权利要求5所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构的视觉方法，其特征在于，对3路黑白相机中的1路黑白相机的位置和相机参数进行布设，包括：
7.根据权利要求5所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构的视觉方法，其特征在于，利用3路黑白相机中的1路黑白相机作为遮挡的同名点的像素补偿结合1路RGB相机的彩色纹理映射的方式进行目标物体的带色彩纹理的3D模型的建立，包括：
8.四目相机手持高精度三维扫描阵列结构的视觉系统，其特征在于，所述视觉系统包括：
9.根据权利要求8所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构的视觉系统，其特征在于，所述位置及参数设置模块，包括：
10.根据权利要求8所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构的视觉系统，其特征在于，所述四目立体视觉重建模块，包括：
...【技术特征摘要】
1.四目相机手持高精度三维扫描阵列结构，其特征在于，所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构包括四路相机，其中，所述四路相机包括3路黑白相机和1路rgb相机，并且，所述3路黑白相机不在一条直线上。
2.根据权利要求1所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构，其特征在于，所述3路黑白相机中每两个相机之间形成一个相机直线距离，共生成三个相机直线距离，其中，所述三个相机直线距离中，两条相机直线距离小于第三个相机直线距离。
3.根据权利要求1或2所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构，其特征在于，直线距离最长的所述相机直线距离所对应的两个黑白相机构成双目关系，并且，除双目关系的两个黑白相机之外的第三个黑白相机对双目关系的两个黑白相机存在于共同视场，并用于对双目关系的两个黑白相机生成的被遮挡的同名点进行匹配关系判断。
4.根据权利要求1所述四目相机手持高精度三维扫描阵列结构，其特征在于，利用所述3路黑白相机的旋转矩阵和水平矩阵与所述1路rgb相机的旋转矩阵和水平矩阵之间的关系对1路rgb相机与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：茹方军，李冠楠，魏爱权，
申请(专利权)人：杭州非白三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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