基于Kinect的物体快速三维建模方法

摘要

本发明公开一种基于Kinect的物体快速三维建模方法，其包括以下步骤：步骤1：固定各Kinect与旋转平台的相对位置，并使各Kinect分别以不同视角正对旋转平台，以获得较为完整的物体模型；步骤2：将欲重建的物体置于旋转平台，启动系统进行物体重建，利用三维视觉理论对Kinect输出的场景深度信息实现场景建模，将位于不同坐标系的Kinect的场景深度信息统一到同一个坐标系；步骤3：基于法线校正的外点去除方法过滤错误的三维点云，具体是：由步骤2得到稠密的场景深度信息的三维点云，提取这些三维点云的法线信息，并构建基于局部法线约束的外点判断函数，对于不满足局部法线约束的三维点云的数据则判定为外点，予以去除；步骤4：得到物体的三维模型。

主权项

一种基于Kinect的物体快速三维建模方法，所需硬件设备包括： 至少两个Kinect，记为第一Kinect、第二Kinect； 一配置有GPU的微处理器，各Kinect通过USB接口与微处理器连接； 以及一旋转平台，该旋转平台通过一步进电机与微处理器连接，步进电机控制旋转平台进行旋转运动，进而带动旋转平台上的物体进行旋转运动； 其特征在于：该方法包括以下步骤： 步骤1：固定各Kinect与旋转平台的相对位置，并使各Kinect分别以不同视角正对旋转平台，以获得较为完整的物体模型； 步骤2：将欲重建的物体置于旋转平台中央，启动系统进行物体重建，利用三维视觉理论对Kinect输出的场景深度信息实现场景建模：首先对Kinect的彩色摄像机和红外摄像机进行标定，计算出这两个摄像机准确的内参数；其次，利用场景深度信息与图像信息之间的几何关系计算出场景的三维结构；然后，将位于不同坐标系的Kinect的场景深度信息数据统一到同一个坐标系下； 步骤3：基于法线校正的外点去除方法消除外点，即过滤错误的三维点云，具体是：由步骤2得到稠密的场景深度信息的三维点云，提取这些三维点云的法线信息，并构建基于局部法线约束的外点判断函数，对于不满足局部法线约束的三维点云的数据则判定为外点，予以去除； 步骤4：得到物体的三维模型。