本公开涉及一种基于偏振条纹投影结构光融合的三维重构方法及其系统,包括:获取光强图像和格雷码图像,求解光强图像的解相位,得到物体的绝对相位;根据绝对相位和三维空间点云的映射关系,计算物体各像素点的三维坐标得到点云,选取点云中临近的点进行拟合计算得到法线;根据光强图像和格雷码图像计算得到全白图像,并将全白图像拆分成四个不同偏振角图像;通过四个不同偏振角图像求解方位角和天顶角,根据方位角和天顶角计算目标法线;计算法线和目标法线的夹角,通过设置夹角阈值去除点云中不精确的点,生成三维重构结果。本公开可以生成低数据冗余量的三维重构结果,能够有效提高三维重构的精度和鲁棒性。
背景技术
随着机器人视觉、增强现实等领域的快速发展,精确、高效的三维重构技术日益丰富,技术发展日益成熟。在众多三维重构技术中,偏振三维成像和条纹投影结构光是两种具有代表性的方法。偏振三维成像技术利用光的偏振特性来恢复物体表面的法线信息,可获得较精确的表面法线。这种方法的优势在于能够提供丰富的表面细节,并且对环境光照变化不敏感。条纹投影结构光技术是通过投影一组条纹图案到物体表面,并利用相机捕获变形的条纹图案,通过解相位和匹配来计算物体的三维坐标。这种方法的优势在于其测量速度快、系统结构简单、成本相对较低。
它们各自具有独特的局限性,条纹投影方法在处理高反光或者纹理缺乏的表面时容易受到干扰,且对于快速移动的物体,其测量精度和稳定性仍然是一个挑战。偏振法线的积分和三维坐标的复原难以直接实现,需要额外的约束条件。因此很有必要研究能发挥各自优势的将偏振三维成像与条纹投影结构光技术相融合的三维重构方法。
实现思路