结构光三维重建-3D Scanning Software实现三维重建

Posted 2022-01-21 pan_jinquan

结构光三维重建-3D Scanning Software实现三维重建

目录

结构光三维重建-3D Scanning Software三维重建

1. 说明

2.Requirements

（1）下载相关文件

（2）3D Scanning Software源码编译

3. Data capture

 （1）运行程序：scan3d-capture

（2）采集校准图片：Capture calibration images

（3） 进行校准：Calibration

4. 扫描模型：Model Scanning 

5.可视化3D点云

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1. 说明

布朗大学开源了一套投影仪摄像机标定系统(Projector-Camera Calibration/3D Scanning Software) ，该软件可以使用数据投影仪和摄像机来扫描3D物体，增加了投影和灰度代码模式的捕获，以及点云重建功能。

官网地址： Projector-Camera Calibration / 3D Scanning Software

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2.Requirements

官网搭建了一个简易的结构光系统：一个Optoma PK301微型投影仪+QuickCam Pro 9000一个网络摄像头，该软件中的拍摄模块应该与大多数USB网络摄像头工作，但如果您的摄像头不支持，可以使用外部工具捕获图像，然后也可以从文件夹中读取。

官网提供了Window和Apple OSX编译好的标定软件，很不幸的是，版本比较老旧，仅支持Windows 7 x64，Opencv也是比较老旧的OpenCV 2.4.11,没有提供Linux版本的,如你想在Ubuntu成功运行还是要采坑的。

（1）下载相关文件

把下面的内容都下载下来，并解压，后面需要用到

（2）3D Scanning Software源码编译

在Ubuntu18.04源码编译，请移步鄙人的另一篇博客《结构光相机标定-3D Scanning Software源码编译》：

https://panjinquan.blog.csdn.net/article/details/121093639https://panjinquan.blog.csdn.net/article/details/121093639

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3. Data capture

 （1）运行程序：scan3d-capture

完成3D Scanning Software源码编译后，在 bin目录下，可以找到一个可执行文件：scan3d-capture

 运行他即可：

./scan3d-capture

（2）采集校准图片：Capture calibration images

选择【File】-->【Change dir】--> 选择目录为cartman-calib-images/cartman，这时，就可以把官方配套的，用于相机标定的样例图片导入进来了

 如果需要重标定自己的结构光系统，那你可以通过【Capture...】采集图片

目前，我还没成功搭建自己的结构光系统，安装官网的“Data capture”说明，需要确保数据投影仪和摄像机都已连接，然后点击主窗口中的“Capture…”按钮，打开数据采集对话框，再使用顶部的组合框选择所需的摄像机和投影仪屏幕，直到实时视图显示。

采集相机标定图片（Capture calibration images）时，需要在目标位置放置一个棋盘图案（也就是标定板），需要采集42张图像序列

（3） 进行校准：Calibration

接下来是提取棋盘格，进行解码：【Extract Corners】-->【Decode】或者直接【Calibrate】，进行投影仪和相机标定

标定成功后，窗口将会输出投影仪和相机重新投影误差误差：reprojection error: 0.226835，一般情况下，reprojection error在0.1~0.5像素误差。如果显示结果较大的误差，请重新考虑调整系统参数，重新标定图片。

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4. 扫描模型：Model Scanning 

相机标定完成后，可以移除原来的标定板，并替换为其他物体，比如官网样例的小红人卡车司机【cartman】物体；然后，在不改变投影仪和摄像机的物理设置或软件配置的条件下，再次打开捕获对话框并捕获目标模型的一组图像，并保存下来。

然后，返回主窗口，在左侧图像集列表中点击已采集的图像集，高亮显示该图像集，并按右侧的“Reconstruct”按钮。模型的点云将被创建并保存到一个PLY文件中。

官网，已经配套小红人卡车司机【cartman】物体的样例图，选择【File】-->【Change dir】--> 选择目录为cartman-model-images/cartman，这时，就可以把样例图片导入进来了

 然后重建“Reconstruct”按钮，生成的点云将被创建并保存到一个PLY文件中 ：2013-May-14_20.45.10.168.ply

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5.可视化3D点云

Reconstruct后，将会生成一个*.ply格式的3D点云文件 (2013-May-14_20.45.10.168.ply)，如果你想可视化其效果，可使用MeshLab工具

MeshLab软件下载：https://www.meshlab.net/#download ， 下载：Linux.AppImage即可

 下载后运行

chmod +x MeshLab2021.10-linux.AppImage
./MeshLab2021.10-linux.AppImage

接下来，只需要将*.ply格式的3D点云文件 (2013-May-14_20.45.10.168.ply)拖拽到MeshLab窗口即可显示3D点云效果，或者【File】-->【Import Mesh】-->选择*.ply格式的3D点云文件