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摘要：本发明公开了一种磁流变医疗胶囊机器人胃部工作环境三维重建方法，包括胃部图像采集系统，图像处理系统和三维模型重建系统；其中，胃部图像采集系统工作，由医疗胶囊机器人采集图像传输到上位机软件，接着进入图像处理系统，最后进入三维模型重建系统。本发明将医疗胶囊机器人采集的多视角图像，改进SIFT算法提取特征描述符，之后进行特征匹配，运动恢复结构技术建立稀疏点云模型，然后PMVS算法计算图像的深度图，进行稠密重建，再接着网格优化和纹理贴图，重建胃部三维模型，以获得视野范围更广、更清晰、全方位的胃部图像。

主权项：1.一种磁流变医疗胶囊机器人胃部工作环境三维重建方法，其特征在于：包括图像采集系统，用于采集胃部图像，由胶囊机器人视觉模块以及胶囊机器人无线传输模块构成，具体包括以下步骤：①开启胶囊机器人的胶囊机器人视觉模块，查看胶囊机器人拍摄胃部图像是否满足清晰度条件，若满足，采集胃部图像Img1，Img2，Img3，…，ImgN，否则，调整胶囊机器人微型摄像焦距参数重新采集图像；②胶囊机器人无线传输模块将采集的图像传到PC端，PC端对图像进行编号分类，并判断图像是否连续且连续两张图像有无重叠，若满足进行下一步，否则，原因在于胶囊机器人运动速度过快，运动轨迹有差异，通过调整胶囊机器人运动速率与运动轨迹，辅助调整胶囊机器人参数满足判定条件，最后，输出图像集至胃部图像处理系统；图像处理系统，用于对所采集到的图像进行处理，由图像平滑处理模块以及图像特征点检测与匹配模块构成，具体包括以下步骤：①输入胶囊机器人采集的胃部图像，对采集的图像集中畸变的图像进行矫正，进行畸变校正，之后对图像集进行双边滤波处理，去除椒盐噪声并保留图像的边缘信息；②改进SIFT算子提取图像特征点，生成特征点描述符，然后，计算出两两图像之间的空间变换矩阵H；③使用邻近比算法剔除误匹配点，计算特征点a最邻近距离Da,b*，次邻近距离Da,b**，由式计算出阈值δ，若δ5为精确匹配点，保留并存储至精确匹配点列表；否则，进行判断若满足5≤δ＜8为粗匹配点，保留并存储至粗匹配点列表；若δ≥8则视为误匹配点，并删除；④利用相位相关算法将两两图像的精确匹配点与粗匹配点融合，并且按照每个两两图像匹配点数目大小顺序由大到小存储，然后输出融合后的匹配点至三维模型重建系统；三维模型重建系统，其通过PMVS计算图像深度图，然后基于图像深度图融合重建完成的稀疏点云，最后进行配准得到三维稠密重建的模型，且其由稀疏点云重建模块、稠密重建模块、三维模型网格优化模块、纹理贴图模块构成，具体包括以下步骤：①由图像特征点检测与匹配模块输入两两图像的匹配点，寻找三维重建的最佳基础视角，然后以最佳双视角为基础重建，进入外循环判断框，判断是否有未添加的视角，若还有视角则加入三维重建系统中，进入内循环判断框，判断Mesh匹配点是否不为空，若非空则执行下一步；②通过对极几何原理计算出相机的外参即旋转矩阵R与平移矩阵T，由三角测量方法得到三维点的相机坐标系下的坐标，但是由于不断地迭代加入新的视角和匹配点，迭代计算出的三维点云坐标具有累加误差，因此采用捆绑调整法对其进行优化调整，即重建出新的三维稀疏点云模型，之后返回循环体，迭代计算至Mesh匹配点为空，则立即重建新的三维点云模型，进行全局的BA优化，输入值稠密重建模块；③将所有视角均添加完毕之后，再直接进行全局的BA优化，得到稀疏点云模型输入至稠密重建模块，至此可以查看稠密重建的模型，首先优化由像素点构成的三角形网格，得到图像特征更明显的像素点网格化模型，其次对三维模型进行纹理贴图和颜色计算，最后得到完整的、可视化的、表面精度高的三维模型并输出。

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百度查询： 中国矿业大学 一种磁流变医疗胶囊机器人胃部工作环境三维重建方法