CN110390694A - 一种用于物品三维重建的摄影定位方法 - Google Patents

一种用于物品三维重建的摄影定位方法 Download PDF

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赵术强
李祝军
宋婷
刘欢
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Abstract

本发明公开了一种用于物品三维重建的摄影定位方法，在被摄物品的外围放置至少三个二维码标记，用于在对被摄物品拍摄时进行特征匹配与定位连接参考，使被摄物品的不同部位对应不同的二维码或二维码的不同部分，从而实现对被摄物品各部分的正确定位，提高被摄物品三维重建的质量及被摄物品数字化的准确性。

Description

一种用于物品三维重建的摄影定位方法
技术领域
本发明涉及三维重建技术领域，尤其是涉及一种用于物品三维重建的摄影定位方法。
背景技术
三维重建，就是对物品按一定规则进行照片拍摄后，通过数据处理，生成一个与物品的几何形状和纹理特征相同的三维纹理模型，主要用于文物的数字化。
对于可移动文物的摄影测量三维重建，一般采用近景数字摄影测量基本方法。即：以文物为中心，采用环状航带拍摄方法，使用相机围绕文物进行连续的航带照片拍摄，获得的文物照片符合摄影测量三维重建软件识别和三维纹理模型计算生成的要求。
环状航带拍摄方法，对于外形较规则，或结构角度过渡较自然的文物，基本可以满足三维重建要求。但是对于外形凹凸变化较大，或者局部角度变化呈现小钝角或锐角的文物，这种拍摄方法往往无法获取这些突变结构完整和连续的影像数据，从而在后期模型运算过程中，经常出现模型计算失败、局部结构缺失、表面纹理错乱或者拉伸等现象，使文物三维重建的质量大幅度下降，甚至重建失败。
由于可移动文物尤其是高等级馆藏文物的保护和管理要求严格，为避免反复提取文物，增加文物安全风险，所以数据采集过程一次成功率是非常重要的。
现有的技术方法，对复杂结构文物重建的完整性和准确性难以保证，需要在后期数据加工过程中，对重建缺失、变形部位进行虚拟制作，这种方法对真实记录和反映文物现状都存在较大误差，使文物数字化的准确性大幅度下降。对于重要文物则要求以真实数据为主，一般不能进行虚拟制作，此时则需要反复提取文物进行补充采集，对于文物本体的保护风险大幅度增加；多次采集数据，还大大增加了工作量；多次采集的数据之间会产生明显的融合误差，严重影响文物三维重建成果的质量。
当被摄物品表面特征在照片中表现较为均一和规则性重复时，按摄影测量原理，将导致三维重建软件计算的失败或重建混乱。
因此，如何拍摄可用于文物完整、正确三维重建的照片，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于物品三维重建的摄影定位方法，通过在被摄物品周围设置二维码标记，使被摄物品的不同部位对应不同的二维码或二维码的不同部分，为被摄物品各部分之间增加特征匹配与连接关系参照，实现照片正确定位，提高被摄物品三维重建的质量及被摄物品数字化的准确性。
本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种用于物品三维重建的摄影定位方法，在被摄物品的外围放置至少三个二维码标记，用于在对被摄物品拍摄时进行定位参考。
本发明进一步设置为：至少三个的所述二维码标记互不相同。
本发明进一步设置为：至少三个的所述二维码标记在二维空间以一定规则排布或任意排布。
本发明进一步设置为：所述二维码标记以阵列方式排布在二维空间，形成二维码阵列标记，被摄物品或其投影与所述二维码阵列标记形成点或面接触。
本发明进一步设置为：所述二维码标记以圆环方式排布在二维空间，形成二维码圆环标记，被摄物品或其投影与所述二维码圆环标记形成点或面接触。
本发明进一步设置为：在被摄物品的不同投影面上分别设置二维码标记或二维码阵列标记，在拍摄过程中不遮挡被摄物品且位置不变。
本发明进一步设置为：多个所述二维码组合成三维空间标记，设置在被摄物品外围，在拍摄过程中不遮挡被摄物品且位置不变。
本发明进一步设置为：三维空间标记为多边体，或长方体，或正方体。
本发明进一步设置为：在被摄物品周围设置多个三维空间标记，用于进行多角度拍摄定位参考。
本发明进一步设置为：所述被摄物品包括可移动文物。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
1.本申请通过在被摄物品周围设置二维码标记，在对被摄物品进行拍摄时，以二维码为背景，准确定位被摄物品各部分的位置，减小后续工作的难度，提高被摄物品三维重建的质量；
2.进一步地，本申请通过设置多个规则排布二维码标记，扩大了二维码的标记范围，适应于不同尺寸或大小的被摄物品。
3.进一步地，本申请通过多个二维码在二维或三维空间的组合，增大了二维码标记的使用范围，实现了多角度对被摄物品的定位参考。
附图说明
图1是本发明的一个具体实施例的标记定位示意图；
图2是本发明的一个具体实施例的标记组合示意图；
图3是本发明的又一个具体实施例的标记定位示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式一
本发明的一种用于物品三维重建的摄影方法，当被摄物品进行环状航带拍摄后，会产生大量的照片，特别是当被摄物品被虚拟拆分后，环状航带拍摄的照片会更多。当被摄物品表面特征在照片中表现较为均一和规则性重复时，按摄影测量原理，将导致三维重建软件计算的失败或重建混乱，相同或相似部位的数据会引起重建混乱。为了保证重建的正确性和完整性，在被摄物品的外侧放置二维码标记，辅助进行特征匹配与定位连接。
在本申请的一个具体实施例中，二维码标记为1个成组二维码标记板，放置于环状航带拍摄时不遮挡被摄物品的一侧，拍摄过程中保持位置不变。
在本申请的一个具体实施例中，包括多个二维码，这些二维码互不相同，按照一定规律设置在二维空间，如按照阵列方式排布在二维空间，形成二维码阵列标记；或按照圆环方式排布在二维空间，形成二维码圆环标记，把这些规则排布的二维码标记制成二维码标记板，作为被摄物品的拍摄背景，辅助实现三维重建计算时对被摄物品各部位的特征匹配与定位连接。
在本申请的一个具体实施例中，被摄物品与二维码标记板的相互位置，如图1所示，被摄物品放置在二维码标记板上，被摄物品投影到二维码标记板上，此时对被摄物品进行水平的环状航带拍摄，被摄物品的各部位与二维码标记板上的二维码构成参照关系，增加了三维重建时物品的辅助匹配连接关系特征，提高了物品三维重建的正确性，特别是物品表面特征均一和规则重复时。
在本申请的一个具体实施例中，被摄物品虚拟拆分后，对虚拟拆分的部分进行独立拍摄，二维码标记板与拆分部分的环状面平行放置，这样，在环状航带拍摄时，环状带上的每张照片被摄物品各部位与二维码标记板上的二维码构成参照关系。
在本申请的一个具体实施例中，包括多个二维码，这些二维码互不相同，按照一定规律设置在三维空间，形成二维码组合的三维空间标记，三维空间标记可以是任何立体结构，如多边体、长方体、正方体，立体结构的每一平面的二维码数量是一个或多于一个，当二维码数量多于一个时，二维码在所述平面上以一定规则排布或任意排布。
如图2所示，三维空间标记的为正方体，正方体的每一面包括一个二维码。
如图3所示，在被摄物品的周围设置多个三维空间标记，用于进行多角度拍摄定位参考。在以不同环状航带进行拍摄时，都能够以二维码进行定位参考。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于物品三维重建的摄影定位方法，其特征在于：在被摄物品的外围放置至少三个二维码标记，用于在对被摄物品拍摄时进行特征匹配与定位连接。
2.根据权利要求1所述的用于物品三维重建的摄影定位方法，其特征在于：至少三个的所述二维码标记互不相同。
3.根据权利要求1所述的用于物品三维重建的摄影定位方法，其特征在于：至少三个的所述二维码标记在二维空间以一定规则排布或任意排布。
4.根据权利要求3所述的用于物品三维重建的摄影定位方法，其特征在于：所述二维码标记以阵列方式排布在二维空间，形成二维码阵列标记，被摄物品或其投影与所述二维码阵列标记形成点或面接触。
5.根据权利要求3所述的用于物品三维重建的摄影定位方法，其特征在于：所述二维码标记以圆环方式排布在二维空间，形成二维码圆环标记，被摄物品或其投影与所述二维码圆环标记形成点或面接触。
6.根据权利要求1或4所述的用于物品三维重建的摄影定位方法，其特征在于：在被摄物品的不同投影面上分别设置二维码标记或二维码阵列标记，在拍摄过程中不遮挡被摄物品且位置不变。
7.根据权利要求1所述的用于物品三维重建的摄影定位方法，其特征在于：多个所述二维码组合成三维空间标记，设置在被摄物品外围，在拍摄过程中不遮挡被摄物品且位置不变。
8.根据权利要求6所述的用于物品三维重建的摄影定位方法，其特征在于：三维空间标记为多边体，或长方体，或正方体。
9.根据权利要求6所述的用于物品三维重建的摄影定位方法，其特征在于：在被摄物品周围设置多个三维空间标记，用于多角度拍摄时增加定位连接特征。
10.根据权利要求1所述的用于物品三维重建的摄影定位方法，其特征在于：所述被摄物品包括可移动文物。
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