CN108416834A - 透明目标表面三维重构方法、装置和系统 - Google Patents

透明目标表面三维重构方法、装置和系统 Download PDF

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CN108416834A CN201810016530.3A CN201810016530A CN108416834A CN 108416834 A CN108416834 A CN 108416834A CN 201810016530 A CN201810016530 A CN 201810016530A CN 108416834 A CN108416834 A CN 108416834A
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徐熙平
邱柏赫
孙壮
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Abstract

本发明实施例提供了透明目标表面三维重构方法、装置和系统，用于在三角测量光路对透明目标表面进行三维重构，通过发光端采用线光源作为入射光照射所述透明目标表面，相机端获得所述透明目标表面反射出的反射光，在进行三维重构时，根据测得的反射光的光强信息计算反射光对应的入射角；根据反射光对应的入射角及测得的入射面方位角计算反射光对应的法向量；根据反射光对应的法向量与通过对三角测量光路预先进行相机标定而确定的所述反射光的方向向量，计算入射光的方向向量；确定反射光的方向向量与入射光的方向向量的交点，以根据交点重构所述透明目标表面。通过本方案，可提高重构效率及精度。

Description

透明目标表面三维重构方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及计算机视觉技术，尤其涉及一种透明目标表面三维重构方法、装置和系统。
背景技术
三维重构是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型，是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础，也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。
现有透明目标的三维重构技术中，比如可包括基于变形失真的重构方法、光路三角测量、偏振分析等方法，该些三维重构方法均关注于能量信息或几何信息中的一种，也即基于能量信息或几何信息进行计算以重构出物体的表面轮廓。
针对带有高光的透明物体，还存在基于德国GOM公司制造的ATOS三维扫描仪进行三维重构的方案，通常为在向透明物体表面喷粉以使得其表面变为漫反射后，再使用ATOS三维扫描仪对透明物体表面进行扫描，并根据扫描结果进行相关计算以对其表面进行三维重构。
此外，加拿大多伦多大学的Morris.Nigel JW和Kiriakos N.Kutulakos两个学者还提出了Scatter-Trace Photography(可简称为散射轨迹追踪摄影术)方案，可用于对内部具有非均匀介质的透明物体的表面进行三维重构，该方案主要是针对该种透明物体拍摄大量照片并追踪同一个像素在每张照片中的不同位置，再利用相关算法进行计算以对其表面进行三维重构。
但是，在上述方案中，一方面，基于能量信息或几何信息中的一种进行三维重构，均需要复杂的计算过程，影响重构效率，而且重构精度不高；
另一方面，基于ATOS三维扫描仪进行三维重构的方案，需要额外的喷粉等步骤，操作过程复杂且掺杂了人为因素，也会影响重构精度；
再一方面，采用散射轨迹追踪摄影术方案，需要拍摄大量照片并进行相关计算，操作过程较为复杂且计算量较大，重构效率较低。
发明内容
本发明提供一种透明目标表面三维重构方法、装置和系统，用于解决现有技术中针对透明目标表面三维重构的效率较低且精度不高的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供了一种透明目标表面三维重构方法，用于在三角测量光路对透明目标表面进行三维重构，所述三角测量光路的发光端采用线光源作为入射光照射所述透明目标表面，所述三角测量光路的相机端获得所述透明目标表面反射出的反射光，所述方法包括：
根据测得的反射光的光强信息计算所述反射光对应的入射角；
根据所述反射光对应的入射角及测得的入射面方位角计算所述反射光对应的法向量；
根据所述反射光对应的法向量与通过对三角测量光路预先进行相机标定而确定的所述反射光的方向向量，计算入射光的方向向量；
确定所述反射光的方向向量与所述入射光的方向向量的交点，以根据所述交点重构所述透明目标表面。
其中，所述根据测得的反射光的光强信息计算所述反射光对应的入射角，包括：
将所述测得的反射光的光强信息带入如下公式，以求得所述反射光对应的入射角，
n1sinθ1＝n2sinθ2；
其中，ρn代表自然光的总反射率，ρp代表自然光中p波的反射率，ρs代表自然光中s波的反射率，Ir代表反射光的光强，I代表自然光的总光强，θ1代表反射光的入射角，θ2代表反射光的折射角，n1代表空气折射率，n2代表介质折射率。
其中，所述根据所述反射光对应的入射角及测得的入射面方位角计算所述反射光对应的法向量，包括：
将所述反射光对应的入射角和所述入射面方位角代入如下公式，以求得所述反射光对应的法向量：
其中，代表反射光对应的法向量，θ1代表反射光的入射角，φ代表入射面方位角。
此外，所述方法还包括：通过如下公式将反射光对应的法向量坐标系统一到世界坐标系中，
其中，[ij 1]T代表法向量坐标系中的一点，R(ε)代表旋转矩阵，[iworld jworldkworld]T代表世界坐标系中的一点。
其中，所述根据所述反射光对应的法向量与通过对三角测量光路预先进行相机标定而确定的所述反射光的方向向量，计算入射光的方向向量，包括：
将所述反射光对应的法向量与所述反射光的方向向量代入如下公式，求得所述入射光的方向向量，
其中，代表入射光的方向向量，代表反射光的方向向量，代表反射光对应的法向量。
其中，所述三角测量光路的发光端采用线光源作为入射光照射所述透明目标表面，包括：
所述三角测量光路的发光端采用线光源作为入射光，经能够转动的平面镜的反射后照射在透明目标表面；
基于此，所述三角测量光路的相机端获得所述透明目标表面反射出的反射光，包括：
所述三角测量光路的相机端根据平面镜的转动对透明目标表面反射出的反射光进行拍摄。
其中，所述透明目标为内部具有非均匀介质的透明目标。
第二方面，提供了一种透明目标表面三维重构装置，用于在三角测量光路中对透明目标表面进行三维重构，所述三角测量光路的发光端采用线光源作为入射光照射所述透明目标表面，所述三角测量光路的相机端获得所述透明目标表面反射出的反射光，所述装置包括：
入射角计算模块，用于根据测得的反射光的光强信息计算所述反射光对应的入射角；
法向量计算模块，用于根据所述反射光对应的入射角及测得的入射面方位角计算所述反射光对应的法向量；
方向向量计算模块，用于根据所述反射光对应的法向量与通过对三角测量光路预先进行相机标定而确定的所述反射光的方向向量，计算入射光的方向向量；
重构模块，用于确定所述反射光的方向向量与所述入射光的方向向量的交点，以根据所述交点重构所述透明目标表面。
第三方面，提供了一种透明目标表面三维重构系统，所述系统用于对透明目标表面进行三维重构，所述系统包括：发光端、相机端以及上述第二方面中的透明目标表面三维重构装置；
所述发光端采用线光源作为入射光照射所述透明目标表面，所述入射光经由所述透明目标表面的反射生成反射光，所述反射光入射到所述相机端，所述入射光与所述反射光之间具有夹角；
所述透明目标表面三维重构装置，与所述相机端连接，用于采集所述相机端所获得的反射光，以根据所述反射光对所述透明目标表面进行重构。
其中，该系统还包括：平面镜，用于对所述入射光进行反射后以照射在透明目标表面。
其中，所述平面镜为能够转动的平面镜。
基于此，所述相机端，用于根据平面镜的转动对透明目标表面反射
本发明实施例提供的透明目标表面三维重构方法、装置和系统，可基于三角测量光路，将通过三角测量方法得到的几何信息与通过能量成像法得到的能量信息相结合，以获取重构所需的深度信息，即得到入射光的方向向量与反射光的方向向量的交点，并根据该交点进行透明目标表面的三维重构。一方面，通过确定的三角测量、能量成像、结合数学公式等方式获得重构所需的深度信息，都是较为准确的信息，基于该深度信息进行重构的重构结果精度较高；另一方面，基于上述三角测量方法与能量成像法的方式获得重构所需的深度信息，可简化重构过程的计算步骤，从而提高重构效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例中透明目标表面三维重构系统的结构示意图一；
图2为本发明实施例中透明目标表面三维重构系统的结构示意图二；
图3为本发明实施例中反射光的入射角、入射方位角与反射光的法向量之间的关系示意图；
图4为本发明实施例中反射光的方向向量、入射光的方向向量与法向量的关系示意图；
图5为本发明实施例中透明目标表面三维重构装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中透明目标表面三维重构方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
下面结合附图对本发明实施例提供的透明目标表面三维重构方法、装置和系统进行详细描述。
实施例一
图1为本发明实施例中透明目标表面三维重构系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：发光端10、相机端20和透明目标表面三维重构装置30。
本实施例所提供的系统用于对透明目标40的表面进行三维重构，具体来说，发光端10采用线光源作为入射光R1照射透明目标40表面，入射光R1经由透明目标40表面的反射生成反射光R2，反射光R2入射到相机端20。如图1所示，入射光R1和反射光R2之间具有夹角，从而发光端10、相机端20和透明目标40共同构成的三角测量光路。
其中，针对发光端的光源选择，若采用点光源，每执行一次仅能对平面中某个点进行重构，因此需要以逐点扫描方式重复执行重构过程，从而导致重构效率较低；若采用面光源，虽然可避免重复扫描的步骤，但会发生能量叠加现象，很难对来自目标表面的光线与来自目标内部的光线进行区分，以影响重构结果的精度。因此，在本实施例中，发光端采用线光源(比如采用线激光光源)作为入射光，不但可以解决采用点光源导致的重构效率低的问题，还可以避免采用面光源导致的光线叠加问题，从而提高重构效率及重构精度。
在本实施例中，透明目标40为内部具有非均匀介质的透明目标，可理解为表面呈透明状态且内部具有吸光介质的物体。在实际应用中，一束光线照射到上述内部具有非均匀介质的透明目标上，一部分光线会经过该目标的表面直接反射，另一部分光线会进入到该目标内部，经过表面的折射、内部介质的反射后，再经过表面折射出来。相机端20会接收到这两部分能量，而其中经过目标表面直接反射出来的这部分能量通常被视为较大的能量，也是本实施例的重构过程中所需要的能量，其中可包括反射光线的向量信息、几何信息、能量信息等。
透明目标表面三维重构装置30与相机端20连接，用于采集相机端20所接收的反射光R2，以根据反射光R2对透明目标40表面进行重构。
具体来说，透明目标表面三维重构装置30用于采集相机端20所接收的反射光R2，根据测得的反射光R2的光强信息根据菲涅尔公式、折射定律公式等计算得到反射光对应的入射角。然后，采用Matlab仿真方式确定入射面方位角，比如可测量出一组入射面方位角的值，不同入射面则根据这组真值进行仿真，根据反射光对应的入射角及入射面方位角计算得到反射光对应的法向量接下来，由三角测量光路所预先进行的相机标定而确定反射光的方向向量，可根据反射光对应的法向量与反射光的方向向量，计算得到入射光的方向向量。最后，确定反射光的方向向量与人射光的方向向量之间的交点，并根据该交点重构透明目标表面。
在本实施例中，可基于三角测量光路，将通过三角测量方法得到的几何信息与通过能量成像法得到的能量信息相结合，以获取重构所需的深度信息，即得到入射光的方向向量与反射光的方向向量的交点，并根据该交点进行透明目标表面的三维重构。一方面，通过确定的三角测量、能量成像、结合数学公式等方式获得重构所需的深度信息，都是较为准确的信息，基于该深度信息进行重构的重构结果精度较高；另一方面，基于上述三角测量方法与能量成像法的方式获得重构所需的深度信息，可简化重构过程的计算步骤，从而提高重构效率。
实施例二
图2为本发明实施例所提供的透明目标表面三维重构系统的结构示意图，如图2所示，该系统除了包括如图1所示的结构之外，还可包括：平面镜50。
在本实施例中，平面镜50可采用能够转动的平面镜，比如电控平面镜等。
在具体实现时，发光端10采用线光源可照射在平面镜50上，并通过平面镜50反射到透明目标40表面，并且可通过控制平面镜的转动以使线光源遍历照射整个透明目标表面，而相机端20则可根据平面镜的转动对反射光进行接收(也即拍摄)，比如平面镜每转动一次，相机端则拍摄一次。
在实际应用中，可根据透明目标的大小，来确定相机端拍摄的次数、频率等，以对应拍摄不同数量的照片参与后续处理，只要保证能够完整的扫描整个透明目标即可。
为了进行表面重构，我们需要确定每一条入射光R1所对应的反射光R2，以及入射光R1的方向向量和对应的反射光R2的方向向量，并确定两者之间的交点。下面我们以一条入射光R1以及所对应的反射光R2为例，对重构过程进行详细说明。
图2所示的系统中，可以将平面镜50当作发光端10的一个组成部分，由于发光端10的线光源是通过平面镜50反射后又入射到透明目标40表面，因此，在本实施例中，可视为平面镜50、相机端20和透明目标40共同构成的三角测量光路。
在具体实现时，一方面，已知自然光波照射到物体上会发生反射，反射率为自然光中S波的反射率与P波的反射率总和的均值，另一方面，可通过相机端接收的反射光得到反射光强等能量信息，再结合菲涅尔公式，可以计算得到反射光对应的入射角。
具体地，将测得的反射光的光强信息带入如下公式，以求得反射光对应的入射角：
n1sinθ1＝n2sinθ2 (3)；
在以上公式中，公式(1)为与反射率相关的公式，公式(2)为菲涅尔公式，公式(3)为与折射率相关的公式，其中，ρn代表自然光的总反射率，ρp代表自然光中p波的反射率，ρs代表自然光中s波的反射率，Ir代表反射光的光强，I代表自然光的总光强，θ1代表反射光的入射角，θ2代表反射光的折射角，n1代表空气折射率，n2代表介质折射率。
接下来，需要进一步确定空间中一点的法向量，在通过上述步骤确定反射光的入射角之后，还需要确定相应的入射面方位角，才能确定出反射光对应的法向量。在本实施例中，可通过上述Matlab仿真的方式确定入射面方位角。
参看图3所示的反射光的入射角、入射方位角与反射光的法向量之间的关系示意图。可通过将上述求得的反射光对应的入射角和入射面方位角代入如下公式，以求得反射光对应的法向量：
其中，代表反射光对应的法向量，θ1代表反射光的入射角，φ代表入射面方位角，[ij 1]T代表法向量坐标系中的一点。在图3中，反射光线R2在Z轴方向，反射光对应的法向量位于入射光线R1与Z轴之间，法向量与入射光线R1夹角为θ1。
由于每个像素只对应空间中的一点，为了得到后续计算所需的深度信息，还需要将法向量坐标系统一到世界坐标系中，在具体实现时，可通过如下公式将反射光对应的法向量坐标系统一到世界坐标系中，
其中，[ij 1]T代表法向量坐标系中的一点，R(ε)代表旋转矩阵，[iworld jworldkworld]T代表世界坐标系中的一点。
在上述确定了反射光对应的法向量之后，需要进一步确定反射光的方向向量及入射光的方向向量。
其中，关于反射光的方向向量，可依据预先对三角测量光路预先进行的相机标定，以确定出反射光的方向向量。该具体过程，可为预先对三角测量光路进行相机标定，确定相机端20的像平面上各像素点所对应的世界坐标系中的坐标点，将反射光R2在相机端20的像平面上所成像的像素点对应的世界坐标系中坐标点，与像平面光心所对应的世界坐标系坐标点连线，将连线的方向向量作为反射光的方向向量。
进而参看图4所示的反射光的方向向量、入射光的方向向量与法向量的关系示意图，可利用反射光的方向向量和法向量，计算入射光的方向向量。具体地，将反射光的方向向量和法向量，代入如下公式，以求得入射光的方向向量：
其中，代表入射光的方向向量，代表反射光的方向向量，代表反射光对应的法向量。
最后，通过求解方程的方式确定反射光的方向向量与入射光的方向向量之间的交点即点云信息，从而得到被测透明目标面型。
这里仅描述了一条入射光R1以及所对应的反射光R2，在实际应用中，需要采集到的全部入射光R1以及所对应的反射光R2进行求解计算，才能够对透明目标表面进行完整重构。
实施例三
为了清楚说明前述实施例中所提及的透明目标表面三维重构装置30，图5为透明目标表面三维重构装置30的结构示意图，如图5所示，透明目标表面重构装置30包括：入射角计算模块31、法向量计算模块32、方向向量计算模块33及重构模块34。
该透明目标表面三维重构装置30，可包括：
入射角计算模块31，可用于根据测得的反射光的光强信息计算反射光对应的入射角；
法向量计算模块32，可用于根据反射光对应的入射角及测得的入射面方位角计算反射光对应的法向量；
方向向量计算模块33，可用于根据反射光对应的法向量与通过对三角测量光路预先进行相机标定而确定的反射光的方向向量，计算入射光的方向向量；
重构模块34，可用于确定反射光的方向向量与入射光的方向向量的交点，以根据交点重构透明目标表面。
在具体实现时，透明目标表面三维重构装置30，主要用于在三角测量光路中对透明目标表面进行三维重构，其中，三角测量光路的发光端采用线光源作为入射光照射透明目标表面，三角测量光路的相机端获得透明目标表面反射出的反射光。
本实施例中的透明目标表面三维重构装置，可基于三角测量光路，将通过三角测量方法得到的几何信息与通过能量成像法得到的能量信息相结合，以获取重构所需的深度信息，即得到入射光的方向向量与反射光的方向向量的交点，并根据该交点进行透明目标表面的三维重构。一方面，通过确定的三角测量、能量成像、结合数学公式等方式获得重构所需的深度信息，都是较为准确的信息，基于该深度信息进行重构的重构结果精度较高；另一方面，基于上述三角测量方法与能量成像法的方式获得重构所需的深度信息，可简化重构过程的计算步骤，从而提高重构效率。
本实施例所提供的装置用于在实施例一和二所提供的系统中执行三维重构的相应步骤，步骤的具体实现参见前述实施例中的相关描述，本实施例中对此不再赘述。
实施例四
本实施例提供了一种透明目标表面三维重构方法，用于在如图1、图2所提供的系统中，进行透明目标表面三维重构。本实施例所提供的方法可以具体相机端20的处理芯片执行。图6为本发明实施例四提供的一种透明目标表面三维重构方法的流程示意图，如图6所示，方法包括：
S610，根据测得的反射光的光强信息计算反射光对应的入射角。
具体的，可将测得的反射光的光强信息带入如下公式，以求得反射光对应的入射角，
n1sinθ1＝n2sinθ2 (3)；
在以上公式中，公式(1)为与反射率相关的公式，公式(2)为菲涅尔公式(3)为与折射率相关的公式，其中，ρn代表自然光的总反射率，ρp代表自然光中p波的反射率，ρs代表自然光中s波的反射率，Ir代表反射光的光强，I代表自然光的总光强，θ1代表反射光的入射角，θ2代表反射光的折射角，n1代表空气折射率，n2代表介质折射率。
S620，根据反射光对应的入射角及测得的入射面方位角计算反射光对应的法向量。
具体的，可将反射光对应的入射角和入射面方位角代入如下公式，以求得反射光对应的法向量：
其中，代表反射光对应的法向量，θ1代表反射光的入射角，φ代表入射面方位角；[i j 1]T代表法向量坐标系中的一点。
在本实施例中，还可通过如下公式将反射光对应的法向量坐标系统一到世界坐标系中，
其中，[ij 1]T代表法向量坐标系中的一点，R(ε)代表旋转矩阵，[iworld jworldkworld]T代表世界坐标系中的一点。
S630，根据反射光对应的法向量与通过对三角测量光路预先进行相机标定而确定的反射光的方向向量，计算入射光的方向向量。
具体地，预先对三角测量光路进行相机标定，确定相机端的像平面上各像素点所对应的世界坐标系中的坐标点，再将反射光在相机端的像平面上所成像的像素点，与像素点所对应的坐标点连线，然后将连线的方向向量作为反射光的方向向量。
接下来，可将反射光对应的法向量与反射光的方向向量代入如下公式，求得入射光的方向向量，
其中，代表入射光的方向向量，代表反射光的方向向量，代表反射光对应的法向量。
S640，确定反射光的方向向量与入射光的方向向量的交点，以根据交点重构透明目标表面。
在本实施例的透明目标表面三维重构方法中，基于三角测量光路，将通过三角测量方法得到的几何信息与通过能量成像法得到的能量信息相结合，以获取重构所需的深度信息，即得到入射光的方向向量与反射光的方向向量的交点，并根据该交点进行透明目标表面的三维重构。一方面，通过确定的三角测量、能量成像、结合数学公式等方式获得重构所需的深度信息，都是较为准确的信息，基于该深度信息进行重构的重构结果精度较高；另一方面，基于上述三角测量方法与能量成像法的方式获得重构所需的深度信息，可简化重构过程的计算步骤，从而提高重构效率。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种透明目标表面三维重构方法，其特征在于，用于在三角测量光路对透明目标表面进行三维重构，所述三角测量光路的发光端采用线光源作为入射光照射所述透明目标表面，所述三角测量光路的相机端获得所述透明目标表面反射出的反射光，所述方法包括：
根据测得的反射光的光强信息计算所述反射光对应的入射角；
根据所述反射光对应的入射角及测得的入射面方位角计算所述反射光对应的法向量；
根据所述反射光对应的法向量与通过对三角测量光路预先进行相机标定而确定的反射光的方向向量，计算入射光的方向向量；
确定所述反射光的方向向量与所述入射光的方向向量的交点，以根据所述交点重构所述透明目标表面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据测得的反射光的光强信息计算所述反射光对应的入射角，包括：
将所述测得的反射光的光强信息带入如下公式，以求得所述反射光对应的入射角，
n1sinθ1＝n2sinθ2；
其中，ρn代表自然光的总反射率，ρp代表自然光中p波的反射率，ρs代表自然光中s波的反射率，Ir代表反射光的光强，I代表自然光的总光强，θ1代表反射光的入射角，θ2代表反射光的折射角，n1代表空气折射率，n2代表介质折射率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述反射光对应的入射角及测得的入射面方位角计算所述反射光对应的法向量，包括：
将所述反射光对应的入射角和所述入射面方位角代入如下公式，以求得所述反射光对应的法向量：
其中，代表反射光对应的法向量，θ1代表反射光的入射角，φ代表入射面方位角。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：通过如下公式将反射光对应的法向量坐标系统一到世界坐标系中，
其中，[i j 1]T代表法向量坐标系中的一点，R(ε)代表旋转矩阵，[iworld jworld kworld]T代表世界坐标系中的一点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述反射光对应的法向量与通过对三角测量光路预先进行相机标定而确定的反射光的方向向量，计算入射光的方向向量，包括：
将所述反射光对应的法向量与所述反射光的方向向量代入如下公式，求得所述入射光的方向向量，
其中，代表入射光的方向向量，代表反射光的方向向量，代表反射光对应的法向量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三角测量光路的发光端采用线光源作为入射光照射所述透明目标表面，包括：
所述三角测量光路的发光端采用线光源作为入射光，经能够转动的平面镜的反射后照射在透明目标表面；
所述三角测量光路的相机端获得所述透明目标表面反射出的反射光，包括：
所述三角测量光路的相机端根据平面镜的转动对透明目标表面反射出的反射光进行拍摄。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述透明目标为内部具有非均匀介质的透明目标。
8.一种透明目标表面三维重构装置，其特征在于，用于在三角测量光路中对透明目标表面进行三维重构，所述三角测量光路的发光端采用线光源作为入射光照射所述透明目标表面，所述三角测量光路的相机端获得所述透明目标表面反射出的反射光，所述装置包括：
入射角计算模块，用于根据测得的反射光的光强信息计算所述反射光对应的入射角；
法向量计算模块，用于根据所述反射光对应的入射角及测得的入射面方位角计算所述反射光对应的法向量；
方向向量计算模块，用于根据所述反射光对应的法向量与通过对三角测量光路预先进行相机标定而确定的反射光的方向向量，计算入射光的方向向量；
重构模块，用于确定所述反射光的方向向量与所述入射光的方向向量的交点，以根据所述交点重构所述透明目标表面。
9.一种透明目标表面三维重构系统，其特征在于，所述系统用于对透明目标表面进行三维重构，所述系统包括：发光端、相机端以及权利要求8所述的透明目标表面三维重构装置；
所述发光端采用线光源作为入射光照射所述透明目标表面，所述入射光经由所述透明目标表面的反射生成反射光，所述反射光入射到所述相机端，所述入射光与所述反射光之间具有夹角；
所述透明目标表面三维重构装置，与所述相机端连接，用于采集所述相机端所获得的反射光，以根据所述反射光对所述透明目标表面进行重构。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：
平面镜，用于对所述入射光进行反射后以照射在透明目标表面。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述平面镜为能够转动的平面镜；
所述相机端，用于根据平面镜的转动对透明目标表面反射出的反射光进行拍摄。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述透明目标为内部具有非均匀介质的透明目标。
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