CN116416368A - 建模方法、装置、非易失性存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建模方法、装置、非易失性存储介质及电子设备。其中，该方法包括：将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；采集与目标光栅图像对应的反射图像，其中，反射图像为目标平面基于目标光栅图像反射的图像；在反射图像中确定第一目标像素点，并确定第一目标像素点对应的绝对相位，其中，第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；依据绝对相位，以及投影标定矩阵，确定目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据坐标值确定目标平面的三维模型。本发明解决了由于借助基频图案恢复绝对相位造成的三维重建时耗时过长的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及三维测量领域，具体而言，涉及一种建模方法、装置、非易失性存储介质及电子设备。
背景技术
传统的结构光三维重建方案需要投影基频图案和高频图案到物体表面用于重建，其中高频图案用于获取精确的相位信息，但是相位所处的周期不确定，需要借助基频图案用于恢复绝对相位，进而重建物体的三维信息。然而借助基频图案来恢复绝对相位耗时较长，在一些时效性要求较高的场景下实用性不强。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种建模方法、装置、非易失性存储介质及电子设备，以至少解决由于借助基频图案恢复绝对相位造成的三维重建时耗时过长的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种建模方法，包括：将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；采集与目标光栅图像对应的反射图像，其中，反射图像为目标平面基于目标光栅图像反射的图像；在反射图像中确定第一目标像素点，并确定第一目标像素点对应的绝对相位，其中，第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；依据绝对相位，以及投影标定矩阵，确定目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据坐标值确定目标平面的三维模型。
可选地，在反射图像中确定第一目标像素点包括：确定反射图像中各个像素点的灰度值；依据各个像素点的灰度值以及反射图像的数量，确定各个像素点对应的灰度调制幅值，其中，反射图像的数量与目标光栅图像的数量相同；确定各个像素点中对应的灰度调制幅值大于预设阈值的像素点为第一目标像素点。
可选地，确定第一目标像素点对应的绝对相位包括：确定二维坐标系，并确定第一目标像素点在二维坐标系中的坐标值；从第一目标像素点中确定第一像素点，以及确定与第一像素点在二维坐标系中的第一坐标值相同的第二像素点，其中，第一像素点为任意第一目标像素点，第一坐标值为二维坐标系中第一坐标轴上的坐标值；确定第一像素点和第二像素点中每个像素点对应的相位集合；依据相位集合，从第一像素点和第二像素点中确定对应的相位集合中包含目标相位的基准像素点；依据基准像素点和第一像素点的坐标值，第一像素点对应的相位集合，反射图像中光栅的空间频率确定第一像素点的绝对相位。
可选地，依据基准像素点和第一像素点的坐标值，第一像素点对应的相位集合，反射图像中光栅的空间频率确定第一像素点的绝对相位包括：依据基准坐标点的坐标值确定相位周期的周期长度；依据基准像素点和第一像素点的坐标值，以及周期长度，确定第一像素点的相位周期；依据相位周期，第一像素点对应的相位集合，反射图像中光栅的空间频率确定第一像素点的绝对相位。
可选地，依据相位集合，从第一像素点和第二像素点中确定对应的相位集合中包含目标相位的基准像素点包括：确定多个对应的相位集合中包含目标相位的备选基准像素点；确定备选基准像素点在二维坐标系中的第二坐标值，并按照第二坐标值由小到大的顺序对多个备选基准像素点进行排序，其中，第二坐标值为二维坐标系中第二坐标轴上对应的坐标值；确定反射图像的纵向分辨率；从排序后的多个备选基准像素点中，确定第二坐标值最小的第一备选基准像素点，以及第二坐标值最大的第二备选基准像素点；在第一备选基准像素点的第二坐标值大于纵向分辨率与第二备选基准像素点的第二坐标值的差值的情况下，选择第一备选基准像素点为基准像素点；以及，在第一备选基准像素点的第二坐标值不大于纵向分辨率与第二备选基准像素点的第二坐标值的差值的情况下，选择第二备选基准像素点为基准像素点。
可选地，依据绝对相位，以及投影标定矩阵，确定目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值包括：依据绝对相位，确定第一目标像素点对应的第二目标像素点在二维坐标系中的坐标值，其中，第二目标像素点为目标光栅图像中的像素点；依据投影标定矩阵和第二目标像素点在二维坐标系中的坐标值，确定第一矩阵和第二矩阵；将第一矩阵的逆矩阵乘以第二矩阵，得到目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值。
可选地，反射图像中光栅的空间频率与反射图像对应的目标光栅图像中光栅的空间频率相同。
可选地，将目标光栅图像投放到目标平面上之前，建模方法还包括：确定基准光强常数，调制光强常数，目标光栅图像中光栅的空间频率，目标光栅图像的高度，以及目标光栅图像的数量，其中，目标光栅图像的数量不小于三张；依据基准光强常数，调制光强常数，目标光栅图像中光栅的空间频率，目标光栅图像的高度，目标光栅图像的数量以及目标光栅图像的序号确定目标光栅图像的灰度值分布情况，其中，目标光栅图像的灰度值分布情况包括目标光栅图像中任意像素点的灰度值，序号为目标光栅图像的生成顺序；依据目标光栅图像的灰度值分布情况，生成目标光栅图像。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种建模装置，包括：投放模块，用于将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；采集模块，用于采集与目标光栅图像对应的反射图像，其中，反射图像为目标平面基于目标光栅图像反射的图像；处理模块，用于在反射图像中确定第一目标像素点，并确定第一目标像素点对应的绝对相位，其中，第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；计算模块，用于依据绝对相位，以及投影标定矩阵，确定目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据坐标值确定目标平面的三维模型。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种非易失性存储介质，非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行建模方法。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种电子设备，电子设备包括处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行建模方法。
在本发明实施例中，采用将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；采集与目标光栅图像对应的反射图像，其中，反射图像为目标平面基于目标光栅图像反射的图像；在反射图像中确定第一目标像素点，并确定第一目标像素点对应的绝对相位，其中，第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；依据绝对相位，以及投影标定矩阵，确定目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据坐标值确定目标平面的三维模型的方式，通过仅依据高频图案确定反射图像中的目标像素点的绝对相位，达到了在建模过程中不使用基频图案的目的，从而实现了减少平面建模所需时长的技术效果，进而解决了由于借助基频图案恢复绝对相位造成的三维重建时耗时过长技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例提供的一种建模方法的流程示意图；
图2是根据本发明实施例提供的一种高频光栅图像的示意图；
图3是根据本发明实施例的一种建模流程的流程示意图；
图4是根据本发明实施例的一种建模装置的结构示意图；
图5是根据本发明实施例的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种建模方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的建模方法，适用于任意电子设备中，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；
在本申请的一些实施例中，将目标光栅图像投放到目标平面上之前，需要先创建足够的目标光栅图像，其中，创建目标光栅图像的具体流程如下：确定基准光强常数，调制光强常数，所述目标光栅图像中光栅的空间频率，所述目标光栅图像的高度，以及所述目标光栅图像的数量，其中，所述目标光栅图像的数量不小于三张；依据所述基准光强常数，调制光强常数，所述目标光栅图像中光栅的空间频率，所述目标光栅图像的高度，所述目标光栅图像的数量以及所述目标光栅图像的序号确定所述目标光栅图像的灰度值分布情况，其中，所述目标光栅图像的灰度值分布情况包括所述目标光栅图像中任意像素点的灰度值，所述序号为所述目标光栅图像的生成顺序；依据所述目标光栅图像的灰度值分布情况，生成所述目标光栅图像。
具体地，可以使用正弦灰度编码的方式来生成上述目标光栅图像，编码方向可以沿着水平方向或者竖直方向进行。例如，在本申请的一些实施例中，可以以竖直方向为例，对投影图案进行编码，则投影的编码的图片可以按如下公式生成
其中，
表示生成的第n帧投影光栅图片的灰度分布，(xp,yp)表示光栅图片中的像素点的横纵坐标，Ap和Bp为自定义的常数，分别表示基准光强和调制光强，且通常选取Ap＝Bp＝127.5，f表示正弦光栅的空间频率，H表示光栅图片的高度，N表示投影图片的总张数且(N≥3)。
在本申请的一些实施例中，当上述正弦光栅的空间频率为1时，采用上述图像生成公式生成的光栅图像即为基频光栅图像；当上述正弦光栅的空间频率大于1时，采用上述公式生成的光栅图像即为高频光栅图像。
在本申请的一些实施例中，当f＝4,N＝3,H＝640时，生成的目标光栅图像如图2所示。
在本申请的一些实施例中，电子设备在生成光栅图像时，会建立一个二维平面坐标系，上述光栅图片中的像素点的横纵坐标即为像素点在该二维平面坐标系中的坐标。
步骤S104，采集与目标光栅图像对应的反射图像，其中，反射图像为目标平面基于目标光栅图像反射的图像；
在本申请的一些实施例中，将上述目标光栅图像依次投影到目标平面上后，可以使用摄像机在投影过程中同步采集目标平面的反射图像。具体地，从摄像机的角度，摄相机抓取到的被物体表面调制后的反射图像可以通过如下公式表示：
其中，
表示捕捉到的第n帧图片的像素灰度分布，(xc,yc)表示在反射图像中的像素点的横纵坐标，Ac表示该像素点的平均灰度,Bc表示该像素点的灰度调制幅值。其中相位Φ的计算公式为：
需要注意的是，当频率不为1时，即本申请所述的情况，相位Φ处于缠绕的状态，需要进一步确认相位所处的周期，对缠绕相位进行展开得到绝对相位，才能得到正确的三维信息。
在本申请的一些实施例中，上述平均灰度指的是多幅反射图像中横纵坐标相同的像素点的灰度值的平均值。
步骤S106，在反射图像中确定第一目标像素点，并确定第一目标像素点对应的绝对相位，其中，第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；
在本申请的一些实施例中，在所述反射图像中确定第一目标像素点包括：确定所述反射图像中各个像素点的灰度值；依据所述各个像素点的灰度值以及所述反射图像的数量，确定所述各个像素点对应的灰度调制幅值，其中，所述反射图像的数量与所述目标光栅图像的数量相同；确定所述各个像素点中对应的灰度调制幅值大于预设阈值的像素点为所述第一目标像素点。
具体地，Bc的计算公式为：
通过上述公式(4)，可以确定上述反射图像中的有效区域中的像素点对应的坐标取值范围。需要说明的是，不同的反射图像中的有效区域相同。
在本申请的一些实施例中，确定所述第一目标像素点对应的绝对相位时，需要确定基准像素点，并依据基准像素点来确定第一目标像素点对应的绝对相位。具体地，确定所述第一目标像素点对应的基准像素点，并依据基准像素点确定第一目标像素点对应的绝对相位的方法为：确定二维坐标系，并确定所述第一目标像素点在所述二维坐标系中的坐标值；从所述第一目标像素点中确定第一像素点，以及确定与所述第一像素点在所述二维坐标系中的第一坐标值相同的第二像素点，其中，所述第一像素点为任意所述第一目标像素点，所述第一坐标值为所述二维坐标系中第一坐标轴上的坐标值；确定所述第一像素点和所述第二像素点中每个像素点对应的相位集合；依据所述相位集合，从所述第一像素点和所述第二像素点中确定对应的相位集合中包含目标相位的基准像素点；依据所述基准像素点和所述第一像素点的坐标值，所述第一像素点对应的相位集合，所述反射图像中光栅的空间频率确定所述第一像素点的绝对相位。
在本申请的一些实施例中，上述目标相位为π。
在本申请的一些实施例中，上述二维坐标系即为步骤S102中生成光栅图像时所建立的坐标系。
在本申请的一些实施例中，从上述公式(3)中可以看出，在计算第一目标像素点对应的缠绕相位时，会使用到全部的反射图像，因此，第一目标像素点具体为哪一幅反射图像中的像素点对计算过程不造成影响。
在本申请的一些实施例中，在依据基准像素点来确定第一目标像素点对应的绝对相位时，还需要依据所述基准像素点来确定所述第一目标像素点对应的相位周期。
具体地，在本申请的一些实施例中，依据所述基准像素点和所述第一像素点的坐标值，所述第一像素点对应的相位集合，所述反射图像中光栅的空间频率确定所述第一像素点的绝对相位的具体流程如下：依据所述基准坐标点的坐标值确定相位周期的周期长度；依据所述基准像素点和所述第一像素点的坐标值，以及所述周期长度，确定所述第一像素点的相位周期；依据所述相位周期，所述第一像素点对应的相位集合，所述反射图像中光栅的空间频率确定所述第一像素点的绝对相位。
在本申请的一些实施例中，依据所述相位集合，从所述第一像素点和所述第二像素点中确定对应的相位集合中包含目标相位的基准像素点的具体方式如下：确定多个对应的相位集合中包含目标相位的备选基准像素点；确定所述备选基准像素点在所述二维坐标系中的第二坐标值，并按照所述第二坐标值由小到大的顺序对多个所述备选基准像素点进行排序，其中，所述第二坐标值为所述二维坐标系中第二坐标轴上对应的坐标值；确定所述反射图像的纵向分辨率；从排序后的多个所述备选基准像素点中，确定所述第二坐标值最小的第一备选基准像素点，以及所述第二坐标值最大的第二备选基准像素点；在所述第一备选基准像素点的第二坐标值大于所述纵向分辨率与所述第二备选基准像素点的第二坐标值的差值的情况下，选择所述第一备选基准像素点为所述基准像素点；以及，在所述第一备选基准像素点的第二坐标值不大于所述纵向分辨率与所述第二备选基准像素点的第二坐标值的差值的情况下，选择所述第二备选基准像素点为所述基准像素点。
具体地，将计算选取得到的有效投影区域记为M，对于区域中任意一点(xc,yc),在M中选取横坐标相同的所有点集S{xc}，使用公式(3)计算S{xc}中每个点的相位集合Φ{xc},从Φ{xc}中选出相位值为π的所有点，并按纵坐标从小到大的顺序对选取出来的相位值为π的点进行排序，设有M个点，可以将这些点的纵坐标记为(π1，π2，π3,...,πM)，
在本申请的一些实施例中，可以定义单周期的长度如下：
确定了单周期的长度后，需要从上述M个点中确基准像素点。具体地，可以选取纵坐标值为π1或者πM的像素点作为基准像素点。
在本申请的一些实施例中，如果π1>(Hc-πM)，则选取纵坐标值是π1的像素点为基准像素点，否则选取纵坐标值为πM的像素点为基准像素点。其中Hc表示反射图像的纵向分辨率。
在本申请的一些实施例中，在确定了基准像素点后，可以依据基准像素点来计算任意一点的相位周期，其中：
当基准点为π1时，计算公式为：T＝round[(yc-π1)/Ls] (5-2)
(基准点为πM)计算公式：T＝round[(πM-yc)/Ls] (5-3)
其中，round[]表示四舍五入取整操作。
在本申请的一些实施例中，结合公式(3)，公式(5-1)，公式(5-2)或公式(5-3)可得上述任意一点的绝对相位可以表示为：
Φ(绝对)＝2*π/f*(T-1)+Φ/f
其中，上式中的f为反射图像中光栅的空间频率，Φ为通过公式(3)计算得到的缠绕相位，需要说明的是，上述反射图像中光栅的空间频率与所述反射图像对应的所述目标光栅图像中光栅的空间频率相同。
步骤S108，依据绝对相位，以及投影标定矩阵，确定目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据坐标值确定目标平面的三维模型。
在本申请的一些实施例中，依据所述绝对相位，以及投影标定矩阵，确定所述目标平面中与所述第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值包括：依据所述绝对相位，确定所述第一目标像素点对应的第二目标像素点在所述二维坐标系中的坐标值，其中，所述第二目标像素点为所述目标光栅图像中的像素点；依据所述投影标定矩阵和所述第二目标像素点在所述二维坐标系中的坐标值，确定第一矩阵和第二矩阵；将所述第一矩阵的逆矩阵乘以所述第二矩阵，得到所述目标平面中与所述第一目标像素点对应的点在所述目标三维坐标系中的坐标值。
具体地，在本申请的一些实施例中，确定了上述反射图像中的第一目标像素点的绝对香味后，可以得到与第一目标像素点对应的第二目标像素点的纵坐标值可表示为Yp＝Φ(绝对)/(2*π)，其中，与第一目标像素点对应的第二目标像素点为与第一目标像素点的坐标相同的像素点。
需要说明的是，上述第二目标像素点可以为任意光栅图像中符合条件的像素点，并且上述第二目标像素点所在的光栅图像具体是哪一幅对计算平面中点的三维坐标过程和结果不构成影响。
在本申请的一些实施例中，假设上述目标平面中的点的坐标为(Xw,Yw,Zw)，则其计算公式为：[Xw Yw Zw]T＝C-1D。
其中，矩阵C和D分别表示为：
其中，
表示已知的投影仪标定矩阵的元素,可通过立体标定方法得到。
在本申请的一些实施例中，本申请所提供的建模方法在对平面建模时的完整流程如图3所示，包括以下步骤：
在步骤S302中，采集投放到目标平面上并被目标平面反射的结构光图案，其中，结构光图案即为上述高频图像，被目标平面反射的结构光图案即为上述反射图像。然后在步骤S304中，选择合理的灰度调制幅值阈值，从而确定反射的结构光图案中的有效区域；在步骤S306中，计算有效区域中任意一个像素点对应的缠绕相位；之后在步骤S308中，确定有效区域中任意一个像素点对应的相位周期；然后在步骤S310中，依据有效区域中任意一个像素点对应的相位周期和缠绕相位，确定像素点对应的绝对相位；之后在步骤S312中，计算上述任意一个像素点对应的投放的结构光图案中对应的像素点的坐标值；最后在S314中，使用事先标定号的投影仪矩阵和上述坐标值确定平面中任意一个点的三维坐标。
在本发明实施例中，通过生成所需的高频光栅图片，图片的数量根据所需精度选择，最少为3张；将上一步生产的图片，依次投影到待测平面上，使用相机同步的采集平面图片；计算相机采集图片中各像素的缠绕相位；计算相机图片中个像素的调制幅度Bc，选择合理的阈值，筛选无效区域，得到采集图片中的有效投影区域；结合上一步中的有效区域，计算有效区域中各像素所处的相位周期；结合之前计算出来的缠绕相位和相位周期，使用公式6计算绝对相位；将绝对相位转换为其对应的投影仪坐标，也就是高频图片中的像素点的纵坐标；结合事先标定好的投影仪标定矩阵，得到最后重建出来的平面三维坐标，可以实现仅依据高频图案确定反射图像中的目标像素点的绝对相位，达到了在建模过程中不使用基频图案的目的，从而实现了减少平面建模所需时长的技术效果，进而解决了由于借助基频图案恢复绝对相位造成的三维重建时耗时过长技术问题。
根据本发明实施例，提供了一种建模装置的实施例。图4是根据本发明实施例提供的建模装置，如图4所示，建模装置包括：投放模块40，用于将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；采集模块42，用于采集与目标光栅图像对应的反射图像，其中，反射图像为目标平面基于目标光栅图像反射的图像；处理模块44，用于在反射图像中确定第一目标像素点，并确定第一目标像素点对应的绝对相位，其中，第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；计算模块46，用于依据绝对相位，以及投影标定矩阵，确定目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据坐标值确定目标平面的三维模型。
需要说明的是，图4中所示的建模装置可用于执行图1中所示的建模方法，因此，对如图1所示的建模方法的相关解释说明也适用于图4中所示的建模装置中，在此不再赘述。
根据本发明实施例，提供了一种非易失性存储介质的实施例。非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行如下建模方法：将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；采集与目标光栅图像对应的反射图像，其中，反射图像为目标平面基于目标光栅图像反射的图像；在反射图像中确定第一目标像素点，并确定第一目标像素点对应的绝对相位，其中，第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；依据绝对相位，以及投影标定矩阵，确定目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据坐标值确定目标平面的三维模型。
根据本发明实施例，提供了一种电子设备实施例。电子设备包括处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行如下建模方法：将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；采集与目标光栅图像对应的反射图像，其中，反射图像为目标平面基于目标光栅图像反射的图像；在反射图像中确定第一目标像素点，并确定第一目标像素点对应的绝对相位，其中，第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；依据绝对相位，以及投影标定矩阵，确定目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据坐标值确定目标平面的三维模型。
根据本发明实施例，还提供了一种计算机终端的实施例。图5是根据本发明实施例示出的一种计算机设备500的结构示意图。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器504，上述指令可由装置500的处理器502执行以完成以下建模方法：将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；采集与目标光栅图像对应的反射图像，其中，反射图像为目标平面基于目标光栅图像反射的图像；在反射图像中确定第一目标像素点，并确定第一目标像素点对应的绝对相位，其中，第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；依据绝对相位，以及投影标定矩阵，确定目标平面中与第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据坐标值确定目标平面的三维模型。可选地，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
上述本发明实施例排序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种建模方法，其特征在于，包括：
将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，所述目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；
采集与所述目标光栅图像对应的反射图像，其中，所述反射图像为所述目标平面基于所述目标光栅图像反射的图像；
在所述反射图像中确定第一目标像素点，并确定所述第一目标像素点对应的绝对相位，其中，所述第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；
依据所述绝对相位，以及投影标定矩阵，确定所述目标平面中与所述第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据所述坐标值确定所述目标平面的三维模型。
2.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，在所述反射图像中确定第一目标像素点包括：
确定所述反射图像中各个像素点的灰度值；
依据所述各个像素点的灰度值以及所述反射图像的数量，确定所述各个像素点对应的灰度调制幅值，其中，所述反射图像的数量与所述目标光栅图像的数量相同；
确定所述各个像素点中对应的灰度调制幅值大于预设阈值的像素点为所述第一目标像素点。
3.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，确定所述第一目标像素点对应的绝对相位包括：
确定二维坐标系，并确定所述第一目标像素点在所述二维坐标系中的坐标值；
从所述第一目标像素点中确定第一像素点，以及确定与所述第一像素点在所述二维坐标系中的第一坐标值相同的第二像素点，其中，所述第一像素点为任意所述第一目标像素点，所述第一坐标值为所述二维坐标系中第一坐标轴上的坐标值；
确定所述第一像素点和所述第二像素点中每个像素点对应的相位集合；
依据所述相位集合，从所述第一像素点和所述第二像素点中确定对应的相位集合中包含目标相位的基准像素点；
依据所述基准像素点和所述第一像素点的坐标值，所述第一像素点对应的相位集合，所述反射图像中光栅的空间频率确定所述第一像素点的绝对相位。
4.根据权利要求3所述的建模方法，其特征在于，依据所述基准像素点和所述第一像素点的坐标值，所述第一像素点对应的相位集合，所述反射图像中光栅的空间频率确定所述第一像素点的绝对相位包括：
依据所述基准坐标点的坐标值确定相位周期的周期长度；
依据所述基准像素点和所述第一像素点的坐标值，以及所述周期长度，确定所述第一像素点的相位周期；
依据所述相位周期，所述第一像素点对应的相位集合，所述反射图像中光栅的空间频率确定所述第一像素点的绝对相位。
5.根据权利要求3所述的建模方法，其特征在于，依据所述相位集合，从所述第一像素点和所述第二像素点中确定对应的相位集合中包含目标相位的基准像素点包括：
确定多个对应的相位集合中包含目标相位的备选基准像素点；
确定所述备选基准像素点在所述二维坐标系中的第二坐标值，并按照所述第二坐标值由小到大的顺序对多个所述备选基准像素点进行排序，其中，所述第二坐标值为所述二维坐标系中第二坐标轴上对应的坐标值；
确定所述反射图像的纵向分辨率；
从排序后的多个所述备选基准像素点中，确定所述第二坐标值最小的第一备选基准像素点，以及所述第二坐标值最大的第二备选基准像素点；
在所述第一备选基准像素点的第二坐标值大于所述纵向分辨率与所述第二备选基准像素点的第二坐标值的差值的情况下，选择所述第一备选基准像素点为所述基准像素点；以及，
在所述第一备选基准像素点的第二坐标值不大于所述纵向分辨率与所述第二备选基准像素点的第二坐标值的差值的情况下，选择所述第二备选基准像素点为所述基准像素点。
6.根据权利要求3所述的建模方法，其特征在于，依据所述绝对相位，以及投影标定矩阵，确定所述目标平面中与所述第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值包括：
依据所述绝对相位，确定所述第一目标像素点对应的第二目标像素点在所述二维坐标系中的坐标值，其中，所述第二目标像素点为所述目标光栅图像中的像素点；
依据所述投影标定矩阵和所述第二目标像素点在所述二维坐标系中的坐标值，确定第一矩阵和第二矩阵；
将所述第一矩阵的逆矩阵乘以所述第二矩阵，得到所述目标平面中与所述第一目标像素点对应的点在所述目标三维坐标系中的坐标值。
7.根据权利要求3所述的建模方法，其特征在于，所述反射图像中光栅的空间频率与所述反射图像对应的所述目标光栅图像中光栅的空间频率相同。
8.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，将目标光栅图像投放到目标平面上之前，所述建模方法还包括：
确定基准光强常数，调制光强常数，所述目标光栅图像中光栅的空间频率，所述目标光栅图像的高度，以及所述目标光栅图像的数量，其中，所述目标光栅图像的数量不小于三张；
依据所述基准光强常数，调制光强常数，所述目标光栅图像中光栅的空间频率，所述目标光栅图像的高度，所述目标光栅图像的数量以及所述目标光栅图像的序号确定所述目标光栅图像的灰度值分布情况，其中，所述目标光栅图像的灰度值分布情况包括所述目标光栅图像中任意像素点的灰度值，所述序号为所述目标光栅图像的生成顺序；
依据所述目标光栅图像的灰度值分布情况，生成所述目标光栅图像。
9.一种建模装置，其特征在于，包括：
投放模块，用于将目标光栅图像投放到目标平面上，其中，所述目标光栅图像中光栅的空间频率大于一；
采集模块，用于采集与所述目标光栅图像对应的反射图像，其中，所述反射图像为所述目标平面基于所述目标光栅图像反射的图像；
处理模块，用于在所述反射图像中确定第一目标像素点，并确定所述第一目标像素点对应的绝对相位，其中，所述第一目标像素点为灰度调制幅值大于预设阈值的像素点；
计算模块，用于依据所述绝对相位，以及投影标定矩阵，确定所述目标平面中与所述第一目标像素点对应的点在目标三维坐标系中的坐标值，并依据所述坐标值确定所述目标平面的三维模型。
10.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述非易失性存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述建模方法。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至8中任意一项所述建模方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111670195.7A CN116416368A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 建模方法、装置、非易失性存储介质及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111670195.7A CN116416368A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 建模方法、装置、非易失性存储介质及电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116416368A true CN116416368A (zh) | 2023-07-11 |
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ID=87056824
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111670195.7A Pending CN116416368A (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 建模方法、装置、非易失性存储介质及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116416368A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118096990A (zh) * | 2024-04-28 | 2024-05-28 | 武汉工程大学 | 可补偿阴影遮挡的双投影结构光三维重建方法及*** |
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2021
- 2021-12-30 CN CN202111670195.7A patent/CN116416368A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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