(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211119990.1 (22)申请日 2022.09.15 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115222826 A (43)申请公布日 2022.10.21 (73)专利权人 深圳大学 地址 518060 广东省深圳市南 山区粤海街 道南海大道3 688号 (72)发明人 黄惠　谢科　 (74)专利代理 机构 华进联合专利商标代理有限 公司 44224 专利代理师 邓丹 (51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 17/00(2006.01) G01B 11/24(2006.01) (56)对比文件 CN 111965624 A,2020.1 1.20CN 109215108 A,2019.01.15 CN 112581451 A,2021.0 3.30 CN 114378808 A,202 2.04.22 CN 107578464 A,2018.01.12 CN 114820817 A,202 2.07.29 CN 10279476 3 A,2012.1 1.28 CN 111505606 A,2020.08.07 CN 114078163 A,2022.02.22 CN 111345898 A,2020.0 6.30 CN 114022414 A,202 2.02.08 US 202125 5328 A1,2021.08.19 崔云鹏等.面向复杂动态场景的多无 人机协 同摄影. 《计算机 辅助设计与图形 学学报》 .2021, 第33卷(第1期), Idrobo-Pizo G A等.A cal ibration method for a laser triangulati on scanner mounted o n a robot arm for surface mapping. 《Sensors》 .2019,第19卷(第8 期),(续) 审查员 乔君 (54)发明名称 结构光和相机相对位姿可改变的三维重建 方法和装置 (57)摘要 本申请涉及一种结构光和相机相对位姿可 改变的三维重建方法和装置， 所述装置包括： 通 过第一机械臂的第一末端位置以及激光设备的 激光平面相对于第一机械臂的第一初始位姿， 确 定激光平 面在世界坐标系的第一位姿， 以及通过 第二机械臂的第二末端位置以及相机设备相对 于第二机械臂的第二初始位姿， 确定相机设备在 世界坐标系的第二位姿。 进一步地， 根据相机设 备拍摄的第一拍摄图像、 第一位姿以及第二位 姿， 便可实现对被测对象的三维重建。 可见， 相对 于传统技术中的三维重建技术， 本申请实施例可 以灵活地改变激光设备与相机设备的相对位姿，其场景适用性较强。 另外， 本申请实施例可 以简 化三维重建过程， 提高了三维重建效率。 [转续页] 权利要求书3页 说明书25页 附图10页 CN 115222826 B 2022.12.27 CN 115222826 B (56)对比文件 Stepanova K等.Automatic self- contained calibration of an i ndustrial dual-arm robot w ith cameras usi ng self- contact, planar co nstraints, and self- observati on. 《Robotics and Computer- Integrated Manufacturi ng》 .2022, Bone G M等.Automated model ing and robotic graspi ng of un known three- dimensional objects. 《20 08 IEEE Internati onal Conference o n Robotics and Automati on》 .2008, Lin W等.Online quality monitoring in material extrusi on additive manufacturi ng processes based o n laser scan ning technology. 《Precisi on Engineering》 .2019, 第60卷 王艺诗.三维激光雷达与光学相机融合的空 间非合作目标相对位姿测量. 《中国优秀硕士学 位论文全文数据库 工程科技 Ⅱ辑》 .2022,(第03 期),2/2 页 2[接上页] CN 115222826 B1.一种结构光和相机相对位姿可改变的三维重建设备， 其特征在于， 所述三维重建设 备包括： 第一机械臂、 第二机械臂和控制器， 所述第一机械臂的第一末端固定有激光设备， 所述第二机械臂的第二末端固定有相机 设备， 所述控制器分别与所述第一机械臂和所述第 二机械臂连接； 所述控制器， 用于根据 所述第一机械臂的第 一末端位置将所述激光设备的激光平面在 所述第一机械臂的第一末端坐标系的第一初始 位姿转化为世界坐标系下， 以确定所述激光 平面在世界坐标系的第一位姿； 其中， 所述第一末端位置为所述第一机械臂的第一末端在 世界坐标系的位置， 用于指示第一末端坐标系与世界坐标系之间的关系； 第一末端坐标系 是指以所述第一机 械臂的所述第一末端为 坐标原点的坐标系； 所述控制器， 用于根据 所述第二机械臂的第 二末端位置将所述相机设备在所述第 二机 械臂的第二末端坐标系的第二初始 位姿转化为世界坐标系下， 以确定所述相机 设备在世界 坐标系的第二位姿； 其中， 所述第二末端位置为所述第二机械臂的第二末端在世界坐标系 的位置， 用于指示第二末端坐标系与世界坐标系之间的关系； 第二末端坐标系是指以所述 第二机械臂的所述第二末端为 坐标原点的坐标系； 所述控制器， 用于根据所述相机设备拍摄的第一拍摄图像、 所述第一位姿以及所述第 二位姿， 对被测对 象进行三维重建； 所述第一拍摄图像为所述激光设备发射的激光照射到 所述被测对象时所拍摄的图像， 其中， 所述激光设备发射的激光 为结构光。 2.一种结构光和相机相对位姿可改变的三维重建方法， 其特征在于， 所述方法应用于 如权利要求1所述的结构光和相 机相对位姿可改变的三维重建设备， 所述三维重建方法包 括： 根据所述第一机械臂的第一末端位置将所述激光设备的激光平面在所述第一机械臂 的第一末端坐标系的第一初始位姿转化为世界坐标系下， 以确定所述激光平面在世界坐标 系的第一位姿； 其中， 所述第一末端位置为所述第一机械臂的第一末端在世界坐标系的位 置， 用于指示第一末端坐标系与世界坐标系之间的关系； 第一末端坐标系 是指以所述第一 机械臂的所述第一末端为 坐标原点的坐标系； 根据所述第二机械臂的第二末端位置将所述相机设备在所述第二机械臂的第二末端 坐标系的第二初始 位姿转化为世界坐标系下， 以确定所述相机 设备在世界坐标系的第二位 姿； 其中， 所述第二末端位置为所述第二机械臂的第二末端在世界坐标系的位置， 用于指示 第二末端坐标系与世界坐标系之间的关系； 第二末端坐标系是指以所述第二机械臂的所述 第二末端为 坐标原点的坐标系； 根据所述相机设备拍摄的第一拍摄图像、 所述第一位姿以及所述第二位姿， 对被测对 象进行三维重建； 所述第一拍摄图像为所述激光设备发射的激光照射到所述被测对象时所 拍摄的图像， 其中， 所述激光设备发射的激光 为结构光。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述第 一机械臂的第 一末端位置 将所述激光设备 的激光平面在所述第一机械臂的第一末端坐标系的第一初始位姿转化为 世界坐标系下， 以确定所述激光平面在世界坐标系的第一 位姿， 包括： 根据所述第一初始位姿确定所述激光平面在所述第一机械臂的第一末端坐标系的第 一法向量， 以及所述激光平面中的第一激光点在所述第一机械臂的第一末端坐标系的第一 激光点位置；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115222826 B 3