CN103047969A - 通过移动终端生成三维图像的方法及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过移动终端生成三维图像的方法，包括以下步骤：通过移动终端中的激光测距仪生成至少一个扫描平面，其中，至少一个扫描平面具有多个扫描点；测量移动终端与目标物体在至少一个扫描平面的多个距离信息，其中，每个距离信息由对应的扫描点确定；对目标物体进行拍摄以生成目标物体的图像，同时获得移动终端的当前姿态信息；根据多个距离信息及当前姿态信息对目标物体的图像进行处理以生成三维图像。该方法减小了移动终端设备上用照相机成像深度信息的损失率，扩展了图片原来的信息，且具有简捷性与易用性。

Description

通过移动终端生成三维图像的方法及移动终端

技术领域

本发明涉及图像信息处理技术领域，特别涉及一种通过移动终端生成三维图像的方法及移动终端。

背景技术

目前，在某些特定的场合，照相机成图的距离信息是非常有价值的，在一些场景下，能得到带深度信息的图片也是用户所需要的，比如在室内拍照和近景拍照的情况下。

现有的技术会在移动终端设备上集成激光测距模块，但是大多局限于用来实现单点测距，也有的在手机摄像头中结合激光测量模块，用于单点定位测距，但是没有联合激光测距模块、摄像头和姿态传感器来生成带有深度信息的三维图片，增加图片信息的方案。

进一步地，现有技术仅仅局限于测距功能，没有能充分发挥摄像头和激光测距模块各自的优势，没有整合两者优点提供信息更为丰富的带深度信息的三维图片。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种通过移动终端生成三维图像的方法，该方法减小了移动终端设备上用照相机成像深度信息的损失率，扩展了图片原来的信息，且具有简捷性与易用性。本发明的第二个目的在于提出一种移动终端。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供一种通过移动终端生成三维图像的方法，包括以下步骤：通过移动终端中的激光测距仪生成至少一个扫描平面，其中，所述至少一个扫描平面具有多个扫描点；测量所述移动终端与目标物体在所述至少一个扫描平面的多个距离信息，其中，每个距离信息由对应的扫描点确定；对所述目标物体进行拍摄以生成所述目标物体的图像，同时获得所述移动终端的当前姿态信息；根据所述多个距离信息及所述当前姿态信息对所述目标物体的图像进行处理以生成三维图像。

根据本发明实施例的通过移动终端生成三维图像的方法，根据测量移动终端与目标物体在通过移动终端中的激光测距仪生成的至少一个扫描平面的多个距离信息，以及对目标物体进行拍摄以生成目标物体图像的同时获得的移动终端的当前姿态信息，进而对目标物体的图像进行处理以生成三维图像。该方法减小了移动终端设备上用照相机成像深度信息的损失率，扩展了图片原来的信息，且具有简捷性与易用性。

在本发明的一个实施例中，所述当前姿态信息通过所述移动终端中的陀螺仪、加速度计和电子罗盘检测活动。由此，提高了获取姿态信息的准确性。

在本发明的一个实施例中，对所述目标物体进行拍摄以生成所述目标物体的图像进一步包括：对所述目标物体进行多个角度的拍摄以获得多张图片；根据所述多张图片生成所述目标物体的全景图以作为目标物体的图像。由此，提高了获得目标物体图像的多样性。

在本发明的一个实施例中，所述根据多个距离信息及所述当前姿态信息对所述目标物体的图像进行处理以生成三维图像进一步包括：

根据所述多个扫描点将所述目标物体的图像分割为多个图像带，其中，每个图像带与一个扫描点对应；

根据所述移动终端的姿态信息和所述激光测距仪的扫描角，通过三角函数计算所述每个图像带相对于水平面的位置信息；

激光扫描坐标系： $\left[\begin{array}{c}{x}_l\\ y_l\\ z_l\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ \mathrm{\ρ}\\ 0\end{array}\right],$ 其中

ρ为瞬时激光束达到所述目标物体反射回的激光束的长度；x_l表示所述移动终端中的所述激光测距仪自身的空间坐标系的x轴，y_l表示所述移动终端中的所述激光测距仪自身的空间坐标系的y轴，z_l表示所述移动终端中的所述激光测距仪自身的空间坐标系的z轴。

扫描点到扫描仪的固连坐标系: $\left[\begin{array}{c}{x}_s\\ y_s\\ z_s\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0& {\sin \mathrm{\θ}}_i& -\cos {\mathrm{\θ}}_i\\ 0& {\cos \mathrm{\θ}}_i& {\sin \mathrm{\θ}}_i\\ 1& 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_l\\ y_l\\ z_l\end{array}\right]$ 其中，

θ_i为瞬时激光束达到所述目标物体反射回的激光束的长度与横轴x的夹角；x_s表示所述移动终端静止时所述扫描点到所述扫描仪的固连坐标系的x轴，y_s表示所述移动终端静止时所述扫描点到所述扫描仪的固连坐标系的y轴，z_s表示所述移动终端静止时所述扫描点到所述扫描仪的固连坐标系的z轴。

到移动终端坐标系： $\left[\begin{array}{c}{x}_h\\ y_h\\ z_h\end{array}\right]=R_M\left[\begin{array}{c}{x}_s\\ y_s\\ z_s\end{array}\right],$ 其中

R_M＝R(γ)·R(β)·R(α)，R(α)、R(β)、R(γ)分别为移动终端到移动终端坐标下分别沿X、Y、Z轴旋转；α为所述移动终端从静止时沿着X轴旋转角度的正交方向余弦矩阵，β为所述移动终端从静止时沿着Y轴旋转角度的正交方向余弦矩阵、γ为所述移动终端从静止时沿着Z轴旋转角度的正交方向余弦矩阵；

$R\left(\mathrm{\α}\right)=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{\α}& \sin \mathrm{\α}\\ 0& -\sin \mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}\end{array}\right]$ $R\left(\mathrm{\β}\right)=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\β}& 0& -\sin \mathrm{\β}\\ 0& 1& 0\\ \sin \mathrm{\β}& 0& \cos \mathrm{\β}\end{array}\right]$ $R\left(\mathrm{\γ}\right)=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\γ}& \sin \mathrm{\γ}& 0\\ -\sin \mathrm{\γ}& \cos \mathrm{\γ}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$ 以及

根据所述多个图像带与所述移动终端之间的所述多个距离信息及所述多个图像带相对于水平面的位置信息对所述多个图像带进行三维拼接以生成所述三维图像。由此，提高了生成三维图像的高效性与准确性。

在本发明的一个实施例中，根据所述多个距离信息及所述当前姿态信息对所述目标物体的图像进行处理，还包括:根据所述多个距离信息及所述当前姿态信息建立三维模型，将所述目标物体的图像设置在水平面上的相应位置。由此，提高了对目标物体的图像处理的精确性。

在本发明的一个实施例中，在对所述多个图像带进行三维拼接之后，还包括：

对所述多个图像带的相邻两个图像带之间的带间间隙进行修复。由此，提到了生成图像深度信息的准确性与易用性。

本发明第二方面的实施例提供一种移动终端，包括：生成模块，用于生成一个扫描平面，其中，所述至少一个扫描平面具有多个扫描点；测量模块，用于测量所述移动终端与目标物体在所述至少一个扫描平面的多个距离信息，其中，每个距离信息由对应的扫描点确定；拍摄模块，用于对所述目标物体进行拍摄以生成所述目标物体的图像，并同时获得所述移动终端的当前姿态信息；处理模块，用于根据所述多个距离信息及所述当前姿态信息对所述目标物体的图像进行处理以生成三维图像。

根据本发明实施例的移动终端，根据测量移动终端与目标物体在通过移动终端中的激光测距仪生成的至少一个扫描平面的多个距离信息，以及对目标物体进行拍摄以生成目标物体图像的同时获得的移动终端的当前姿态信息，进而对目标物体的图像进行处理以生成三维图像。该移动终端减小了移动终端设备上用照相机成像深度信息的损失率，扩展了图片原来的信息，且具有简捷性与易用性。

在本发明的一个实施例中，所述生成模块为激光测距仪。

由此，提高了生成模块的易用性与准确性。

在本发明的一个实施例中，所述拍摄模块还用于对所述目标物体进行多个角度的拍摄以获得多张图片，再根据所述多张图片生成所述目标物体的全景图以作为目标物体的图像。由此，提高了获得目标物体图像的多样性。

在本发明的一个实施例中，所述当前姿态信息通过所述移动终端中的陀螺仪、加速度计和电子罗盘检测活动。由此，提高了获取姿态信息的准确性。

在本发明的一个实施例中，所述处理模块进一步包括：

分割单元，用于根据所述多个扫描点将所述目标物体的图像分割为多个图像带，其中，每个图像带与一个扫描点对应；计算单元，用于根据所述移动终端的姿态信息和所述生成模块的扫描角，通过三角函数计算所述每个图像带相对于水平面的位置信息；以及拼接单元，用于根据所述多个图像带与所述移动终端之间的所述多个距离信息及所述多个图像带相对于水平面的位置信息对所述多个图像带进行三维拼接进而生成三维图像。由此，提高了生成三维图像的高效性与准确性。

在本发明的一个实施例中，所述处理模块进一步包括：

建立模型单元，用于根据所述多个距离信息及所述当前姿态信息建立三维模型，将所述目标物体的图像设置在水平面上的相应位置。由此，提高了对目标物体的图像处理的精确性。

在本发明的一个实施例中，修复模块，用于对所述多个图像带的相邻两个图像带之间的带间间隙进行修复。由此，提高了生成图像深度信息的准确性与易用性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明所述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的通过移动终端生成三维图像的方法流程图；

图2为根据本发明另一实施例的通过移动终端生成三维图像的方法流程图；

图3（a）为图像带相对于水平面的位置信息关系图；

图3（b）为基于移动终端的图像带相对于水平面的位置信息关系图；

图4为根据本发明实施例的移动终端结构示意图；以及

图5为根据本发明另一实施例的移动终端结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

图1为根据本发明实施例的通过移动终端生成三维图像的方法流程图。

如图1所示，本发明实施例的通过移动终端生成三维图像的方法流程图，包括如下步骤：

步骤S101，通过移动终端中的激光测距仪生成至少一个扫描平面，其中，至少一个扫描平面具有多个扫描点。

步骤S102，测量移动终端与目标物体在至少一个扫描平面的多个距离信息，其中，每个距离信息由对应的扫描点确定。

步骤S103，对目标物体进行拍摄以生成目标物体的图像，同时获得移动终端的当前姿态信息。其中，当前姿态信息通过移动终端中的陀螺仪、加速度计和电子罗盘检测活动。

具体地，对目标物体进行拍摄以生成目标物体的图像进一步包括：对目标物体进行多个角度的拍摄以获得多张图片，并根据多张图片生成目标物体的全景图以作为目标物体的图像。

步骤S104，根据多个距离信息及当前姿态信息对目标物体的图像进行处理以生成三维图像。

具体地，步骤S104进一步包括如下步骤：

首先，根据多个扫描点将目标物体的图像分割为多个图像带，其中，每个图像带与一个扫描点对应；再次，根据移动终端的姿态信息和激光测距仪的扫描角，通过三角函数计算每个图像带相对于水平面的位置信息。如图3（a）所示，具体地，激光扫描坐标系： $\left[\begin{array}{c}{x}_l\\ y_l\\ z_l\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ \mathrm{\ρ}\\ 0\end{array}\right],$ 其中，

ρ为瞬时激光束达到目标物体反射回的激光束的长度；x_l表示移动终端中的激光测距仪自身的空间坐标系的x轴，y_l表示移动终端中的激光测距仪自身的空间坐标系的y轴，z_l表示移动终端中的激光测距仪自身的空间坐标系的z轴。扫描点到扫描仪的固连坐标系: $\left[\begin{array}{c}{x}_s\\ y_s\\ z_s\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0& {\sin \mathrm{\θ}}_i& -\cos {\mathrm{\θ}}_i\\ 0& {\cos \mathrm{\θ}}_i& {\sin \mathrm{\θ}}_i\\ 1& 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_l\\ y_l\\ z_l\end{array}\right],$ 其中，θ_i为瞬时激光束达到目标物体反射回的激光束的长度与横轴x的夹角；x_s表示移动终端静止时扫描点到扫描仪的固连坐标系的x轴，y_s表示移动终端静止时扫描点到扫描仪的固连坐标系的y轴，z_s表示移动终端静止时扫描点到扫描仪的固连坐标系的z轴。

根据移动端相对于标准坐标系的旋转，到移动终端坐标系：

$\left[\begin{array}{c}{x}_h\\ y_h\\ z_h\end{array}\right]=R_M\left[\begin{array}{c}{x}_s\\ y_s\\ z_s\end{array}\right],$ 其中

R_M＝R(γ)·R(β)·R(α)；R(α)、R(β)、R(γ)分别为移动终端到移动终端坐标下分别沿X、Y、Z轴旋转；α为移动终端从静止时沿着X轴旋转角度的正交方向余弦矩阵，β为移动终端从静止时沿着Y轴旋转角度的正交方向余弦矩阵、γ为移动终端从静止时沿着Z轴旋转角度的正交方向余弦矩阵；

$R\left(\mathrm{\α}\right)=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{\α}& \sin \mathrm{\α}\\ 0& -\sin \mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}\end{array}\right]$ $R\left(\mathrm{\β}\right)=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\β}& 0& -\sin \mathrm{\β}\\ 0& 1& 0\\ \sin \mathrm{\β}& 0& \cos \mathrm{\β}\end{array}\right]$ $R\left(\mathrm{\γ}\right)=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\γ}& \sin \mathrm{\γ}& 0\\ -\sin \mathrm{\γ}& \cos \mathrm{\γ}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$

进一步地，由于激光束的扫描周期很快，在一个很短的时间例如1/75秒内可以完成一个周期中的多个点激光点扫描，所以可以认为在同一个扫描周期中每个点的扫描时间是一样的，即只在照相的时候触发扫描，选用照相时刻的一个周期激光点数据，而为了拼接切割，绝对的高度信息没有意义，即因为图片的长宽是固定的，存在的问题只是在构建三维模型的时候如何把切割的扫描带放置在相应的位置，x轴的坐标与y轴的坐标已经得到，在构建三维模型时可以把扫描角为90度，即垂直于手机屏幕的那个激光束作为三维模型z轴的原点，如图3（b）所示，其它点相对与它根据终端姿态和各个激光束的扫描角以及对应激光点的值就能计算得到。

最后，根据多个图像带与移动终端之间的多个距离信息及多个图像带相对于水平面的位置信息对多个图像带进行三维拼接以生成三维图像。

进一步地，根据多个距离信息及当前姿态信息对所述目标物体的图像进行处理，还包括:根据多个距离信息及当前姿态信息建立三维模型，将目标物体的图像设置在水平面上的相应位置。

图2为根据本发明另一实施例的通过移动终端生成三维图像的方法流程图。

如图2所示，本发明实施例的通过移动终端生成三维图像的方法流程图，还包括如下步骤：

步骤S105，对多个图像带的相邻两个图像带之间的带间间隙进行修复。

具体地，在移动终端设备上集成激光测距仪，联合移动终端的摄像头以及姿态传感器，例如：陀螺仪、加速度计和电子罗盘，通过融合三者的传感器信息获得带有深度信息的三维图片或者三维全景图。

进一步地，其中集成的激光测距仪是一次发射周期能发射一扇激光点，例如：-60度到60度范围内，每隔1度发射一个激光点，精度高的每隔0.25度发射一个激光点，在用户使用移动终端设备打开照相机拍照的同时，获得移动终端的姿态信息和激光测距仪的，同时记录同一时刻的摄像头图像信息，移动终端设备姿态信息和一系列从0度到180度向外发散返回的激光点信息。

例如：选择一个发射角和摄像头视角一致的激光测距仪，以测距仪每隔一度发射一个激光点为例，这样-60到60范围内有120个点，我们以移动终端激光测距仪为原点，根据获得激光点计算得到各个角度激光在摄像机成图投影方向的距离切割摄像头图片，把摄像头的图片分割成12块图片带，然后根据移动终端的姿态信息和激光测距仪的扫描角，通过三角函数计算出每个图片带的中心在水平面的位置，即激光点垂直于各自图片带。

最后建立三维模型，把各个图片带放在水平面上相应位置，把每个激光点的距离用虚线的形式在图片模拟显示，并给出各个线的距离信息，修复图片带间间隙，形成三维图片。

根据本发明实施例的通过移动终端生成三维图像的方法，根据测量移动终端与目标物体在通过移动终端中的激光测距仪生成的至少一个扫描平面的多个距离信息，以及对目标物体进行拍摄以生成目标物体图像的同时获得的移动终端的当前姿态信息，进而对目标物体的图像进行处理以生成三维图像。该方法减小了移动终端设备上用照相机成像深度信息的损失率，扩展了图片原来的信息，且具有简捷性与易用性。

图4为根据本发明实施例的移动终端结构示意图。

如图4所示，本发明实施例的移动终端400，包括：生成模块410、测量模块420、拍摄模块430和处理模块440。

生成模块410为生成一个扫描平面，其中，至少一个扫描平面具有多个扫描点。具体地，生成模块为激光测距仪。

测量模块420为测量移动终端与目标物体在至少一个扫描平面的多个距离信息，其中，每个距离信息由对应的扫描点确定。

拍摄模块430为对目标物体进行拍摄以生成目标物体的图像，并同时获得移动终端的当前姿态信息，且拍摄模块430还用于对目标物体进行多个角度的拍摄以获得多张图片，再根据多张图片生成目标物体的全景图以作为目标物体的图像。

具体地，当前姿态信息通过移动终端中的陀螺仪、加速度计和电子罗盘检测活动。

处理模块440为根据多个距离信息及当前姿态信息对目标物体的图像进行处理以生成三维图像。

具体地，处理模块进一步包括：分割单元、计算单元、拼接单元和建立模型单元。

进一步地，分割单元，用于根据多个扫描点将所述目标物体的图像分割为多个图像带，其中，每个图像带与一个扫描点对应；计算单元，用于根据移动终端的姿态信息和生成模块的扫描角，通过三角函数计算每个图像带相对于水平面的位置信息；拼接单元，用于根据多个图像带与移动终端之间的多个距离信息及多个图像带相对于水平面的位置信息述多个图像带进行三维拼接进而生成三维图像；以及建立模型单元，用于根据多个距离信息及当前姿态信息建立三维模型，将目标物体的图像设置在水平面上的相应位置。

图5为根据本发明另一实施例的移动终端结构示意图。

如图5所示，本发明实施例的移动终端400，还包括：修复模块450。

修复模块450为对多个图像带的相邻两个图像带之间的带间间隙进行修复。

根据本发明实施例的移动终端，根据测量移动终端与目标物体在通过移动终端中的激光测距仪生成的至少一个扫描平面的多个距离信息，以及对目标物体进行拍摄以生成目标物体图像的同时获得的移动终端的当前姿态信息，进而对目标物体的图像进行处理以生成三维图像。该移动终端减小了移动终端设备上用照相机成像深度信息的损失率，扩展了图片原来的信息，且具有简捷性与易用性。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (13)

1.一种通过移动终端生成三维图像的方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过移动终端中的激光测距仪生成至少一个扫描平面，其中，所述至少一个扫描平面具有多个扫描点；

测量所述移动终端与目标物体在所述至少一个扫描平面的多个距离信息，其中，每个距离信息由对应的扫描点确定；

对所述目标物体进行拍摄以生成所述目标物体的图像，同时获得所述移动终端的当前姿态信息；

根据所述多个距离信息及所述当前姿态信息对所述目标物体的图像进行处理以生成三维图像。

2.如权利要求1所述的通过移动终端生成三维图像的方法，其特征在于，所述当前姿态信息通过所述移动终端中的陀螺仪、加速度计和电子罗盘检测活动。

3.如权利要求1或2所述的通过移动终端生成三维图像的方法，其特征在于，对所述目标物体进行拍摄以生成所述目标物体的图像进一步包括：

对所述目标物体进行多个角度的拍摄以获得多张图片；

根据所述多张图片生成所述目标物体的全景图以作为目标物体的图像。

4.如权利要求1或2所述的通过移动终端生成三维图像的方法，其特征在于，所述根据多个距离信息及所述当前姿态信息对所述目标物体的图像进行处理以生成三维图像进一步包括：

根据所述多个扫描点将所述目标物体的图像分割为多个图像带，其中，每个图像带与一个扫描点对应；

根据所述移动终端的姿态信息和所述激光测距仪的扫描角，通过三角函数计算所述每个图像带相对于水平面的位置信息；

激光扫描坐标系： $\left[\begin{array}{c}{x}_l\\ y_l\\ z_l\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ \mathrm{\ρ}\\ 0\end{array}\right],$ 其中

ρ为瞬时激光束达到所述目标物体反射回的激光束的长度；x_l表示所述移动终端中的所述激光测距仪自身的空间坐标系的x轴，y_l表示所述移动终端中的所述激光测距仪自身的空间坐标系的y轴，z_l表示所述移动终端中的所述激光测距仪自身的空间坐标系的z轴;

扫描点到扫描仪的固连坐标系: $\left[\begin{array}{c}{x}_s\\ y_s\\ z_s\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}0& {\sin \mathrm{\θ}}_i& -\cos {\mathrm{\θ}}_i\\ 0& {\cos \mathrm{\θ}}_i& {\sin \mathrm{\θ}}_i\\ 1& 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_l\\ y_l\\ z_l\end{array}\right]$ 其中，

θ为瞬时激光束达到所述目标物体反射回的激光束的长度与横轴x的夹角；x_s表示所述移动终端静止时所述扫描点到所述扫描仪的固连坐标系的x轴，y_s表示所述移动终端静止时所述扫描点到所述扫描仪的固连坐标系的y轴，z_s表示所述移动终端静止时所述扫描点到所述扫描仪的固连坐标系的z轴;

扫描点到移动终端坐标系： $\left[\begin{array}{c}{x}_h\\ y_h\\ z_h\end{array}\right]=R_M\left[\begin{array}{c}{x}_s\\ y_s\\ z_s\end{array}\right],$ 其中

R_M＝R(γ)·R(β)·R(α)，R(α)、R(β)、R(γ)分别为移动终端到移动终端坐标下分别沿X、Y、Z轴旋转；α为所述移动终端从静止时沿着X轴旋转角度的正交方向余弦矩阵，β为所述移动终端从静止时沿着Y轴旋转角度的正交方向余弦矩阵、γ为所述移动终端从静止时沿着Z轴旋转角度的正交方向余弦矩阵；

$R\left(\mathrm{\α}\right)=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{\α}& \sin \mathrm{\α}\\ 0& -\sin \mathrm{\α}& \cos \mathrm{\α}\end{array}\right]$ $R\left(\mathrm{\β}\right)=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\β}& 0& -\sin \mathrm{\β}\\ 0& 1& 0\\ \sin \mathrm{\β}& 0& \cos \mathrm{\β}\end{array}\right]$ $R\left(\mathrm{\γ}\right)=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\γ}& \sin \mathrm{\γ}& 0\\ -\sin \mathrm{\γ}& \cos \mathrm{\γ}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]$ 以及

根据所述多个图像带与所述移动终端之间的所述多个距离信息及所述多个图像带相对于水平面的位置信息对所述多个图像带进行三维拼接以生成所述三维图像。

5.如权利要求1-4任一项所述的通过移动终端生成三维图像的方法，其特征在于，根据所述多个距离信息及所述当前姿态信息对所述目标物体的图像进行处理，还包括:

根据所述多个距离信息及所述当前姿态信息建立三维模型，将所述目标物体的图像设置在水平面上的相应位置。

6.如权利要求4所述的通过移动终端生成三维图像的方法，其特征在于，在对所述多个图像带进行三维拼接之后，还包括：

对所述多个图像带的相邻两个图像带之间的带间间隙进行修复。

7.一种移动终端，其特征在于，包括：

生成模块，用于生成一个扫描平面，其中，所述至少一个扫描平面具有多个扫描点；

测量模块，用于测量所述移动终端与目标物体在所述至少一个扫描平面的多个距离信息，其中，每个距离信息由对应的扫描点确定；

拍摄模块，用于对所述目标物体进行拍摄以生成所述目标物体的图像，并同时获得所述移动终端的当前姿态信息；

处理模块，用于根据所述多个距离信息及所述当前姿态信息对所述目标物体的图像进行处理以生成三维图像。

8.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述生成模块为激光测距仪。

9.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述拍摄模块还用于对所述目标物体进行多个角度的拍摄以获得多张图片，再根据所述多张图片生成所述目标物体的全景图以作为目标物体的图像。

10.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述当前姿态信息通过所述移动终端中的陀螺仪、加速度计和电子罗盘检测活动。

11.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述处理模块进一步包括：

分割单元，用于根据所述多个扫描点将所述目标物体的图像分割为多个图像带，其中，每个图像带与一个扫描点对应；

计算单元，用于根据所述移动终端的姿态信息和所述生成模块的扫描角，通过三角函数计算所述每个图像带相对于水平面的位置信息；以及

拼接单元，用于根据所述多个图像带与所述移动终端之间的所述多个距离信息及所述多个图像带相对于水平面的位置信息对所述多个图像带进行三维拼接进而生成三维图像。

12.如权利要求7或11任一项所述的移动终端，其特征在于，所述处理模块进一步包括：

建立模型单元，用于根据所述多个距离信息及所述当前姿态信息建立三维模型，将所述目标物体的图像设置在水平面上的相应位置。

13.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，还包括：

修复模块，用于对所述多个图像带的相邻两个图像带之间的带间间隙进行修复。

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