技術(shù)特征：

1.一種透明目標(biāo)的雙表面三維重構(gòu)方法，其特征在于，用于利用三角測量光路對所述透明目標(biāo)的前表面和后表面進(jìn)行三維重構(gòu)，三角測量光路中的發(fā)光端以面光源形式采用自然光作為入射光照射所述透明目標(biāo)獲得反射光，所述三角測量光路中的第一相機(jī)端接收所述反射光，在入射光的透射方向，設(shè)置第二相機(jī)端以接收入射光經(jīng)由所述后表面所透射的透射光，所述方法包括：

在三角測量光路中，根據(jù)前表面的反射光光強(qiáng)與偏振角度之間的關(guān)系，以及后表面的反射光光強(qiáng)與所述偏振角度之間的關(guān)系，從所述第一相機(jī)端所測得的各偏振角度下每一條反射光的光強(qiáng)中，確定出各偏振角度下每一條所述前表面的反射光的光強(qiáng)；

根據(jù)在各偏振角度下所述前表面的反射光光強(qiáng)所計(jì)算出的偏振度，計(jì)算所述反射光對應(yīng)的法向量；

由所述三角測量光路所預(yù)先進(jìn)行的相機(jī)標(biāo)定，確定出所述反射光的方向向量；

利用所述反射光的方向向量和所述法向量，計(jì)算所述入射光的方向向量；

根據(jù)所述三角測量光路所預(yù)先進(jìn)行的發(fā)光端與第一相機(jī)端之間的像素點(diǎn)標(biāo)定，確定符合所述入射光的方向向量的入射光的空間位置，以及符合所述反射光的方向向量的反射光的空間位置；

根據(jù)所述入射光的空間位置和所述反射光的空間位置之間的交點(diǎn)，重構(gòu)所述前表面；

根據(jù)重構(gòu)的前表面確定所述入射光在透明目標(biāo)內(nèi)的折射光的空間位置，以及根據(jù)所述第二相機(jī)端確定對應(yīng)的透射光的空間位置，由兩者的交點(diǎn)重構(gòu)所述后表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明目標(biāo)的雙表面三維重構(gòu)方法，其特征在于，所述根據(jù)前表面的反射光光強(qiáng)與偏振角度之間的關(guān)系，以及后表面的反射光光強(qiáng)與所述偏振角度之間的關(guān)系，從所述第一相機(jī)端所測得的各偏振角度下每一條反射光的光強(qiáng)中，確定出各偏振角度下每一條所述前表面的反射光的光強(qiáng)，包括：

利用所述第一相機(jī)端，測量各偏振角度θ_pol下，每一條反射光的光強(qiáng)I；

將各偏振角度θ_pol對應(yīng)的光強(qiáng)I代入如下方程，求得所述前表面的反射光的光強(qiáng)I_front，

I＝I_front+I_back，

其中，為所述前表面的反射光的偏振方向，為所述后表面的反射光的偏振方向，I_front為所述前表面的反射光的光強(qiáng)，I_back為所述后表面的反射光的光強(qiáng)，I_fmax為所述前表面的反射光的光強(qiáng)最大值，I_fmin為所述前表面的反射光的光強(qiáng)最小值，I_bmax為所述后表面的反射光的光強(qiáng)最大值，I_bmin為所述后表面的反射光的光強(qiáng)最小值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明目標(biāo)的雙表面三維重構(gòu)方法，其特征在于，所述根據(jù)重構(gòu)的前表面確定所述入射光在透明目標(biāo)內(nèi)的折射光的空間位置，以及根據(jù)所述第二相機(jī)端確定對應(yīng)的透射光的空間位置，由兩者的交點(diǎn)重構(gòu)所述后表面，包括：

針對所述發(fā)光端的每一條入射光，計(jì)算出入射光經(jīng)由重構(gòu)的前表面折射，在所述透明目標(biāo)中的折射光的空間位置；

由所述第二相機(jī)端所預(yù)先進(jìn)行的相機(jī)標(biāo)定，確定出每一條透射光的方向向量；

根據(jù)預(yù)先進(jìn)行的發(fā)光端與所述第二相機(jī)端之間的像素點(diǎn)標(biāo)定，針對所述發(fā)光端的每一條入射光，確定對應(yīng)的符合所述透射光的方向向量的透射光的空間位置；

對于對應(yīng)同一條入射光的折射光和透射光，根據(jù)折射光的空間位置和透射光的空間位置之間的交點(diǎn)，重構(gòu)所述后表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述三角測量光路所預(yù)先進(jìn)行的發(fā)光端與第一相機(jī)端之間的像素點(diǎn)標(biāo)定，確定符合所述入射光的方向向量的入射光的空間位置，以及符合所述反射光的方向向量的反射光的空間位置，包括：

在所述三角測量光路中，預(yù)先對所述發(fā)光端與第一相機(jī)端之間進(jìn)行像素點(diǎn)標(biāo)定，獲得所述發(fā)光端的光源平面上各像素點(diǎn)與所述第一相機(jī)端的像平面上各像素點(diǎn)之間的對應(yīng)關(guān)系；

根據(jù)所述第一相機(jī)端的像平面上對于所述反射光成像的第一像素點(diǎn)，查詢像素點(diǎn)標(biāo)定所獲得的對應(yīng)關(guān)系，獲得在所述發(fā)光端的光源平面上出射對應(yīng)入射光的第二像素點(diǎn)；

根據(jù)所述第一像素點(diǎn)位置以及所述反射光的方向向量，確定所述反射光的空間位置，以及根據(jù)所述第二像素點(diǎn)位置以及所述入射光的方向向量，確定所述入射光的空間位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先對所述發(fā)光端與第一相機(jī)端之間進(jìn)行像素點(diǎn)標(biāo)定，包括：

在所述三角測量光路中，采用所述發(fā)光端的光源平面向所述前表面投射編碼結(jié)構(gòu)光的方式，進(jìn)行像素點(diǎn)標(biāo)定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)在各偏振角度下所述前表面的反射光光強(qiáng)所計(jì)算出的偏振度，計(jì)算所述反射光對應(yīng)的法向量，包括：

根據(jù)在各偏振角度下所述前表面的反射光光強(qiáng)，計(jì)算反射光的偏振度ρ；

將所述反射光的偏振度ρ，代入偏振度ρ與入射角θ之間的函數(shù)關(guān)系，獲得所述反射光對應(yīng)入射光的入射角θ；

依據(jù)所述反射光的偏振方向與所述入射光所在入射面的方位角Ф相垂直，確定指向所述三角測量光路的入射面的方位角Ф；

根據(jù)所述入射光的入射角θ，以及所述入射面的方位角Ф，確定所述法向量

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述偏振度ρ與入射角θ之間的函數(shù)關(guān)系為：

其中，n為所述透明目標(biāo)的材料相對折射率。

8.一種透明目標(biāo)的雙表面三維重構(gòu)裝置，其特征在于，用于對所述透明目標(biāo)的前表面和后表面進(jìn)行三維重構(gòu)，三角測量光路中的發(fā)光端采用自然光的面光源出射入射光照射所述透明目標(biāo)獲得反射光，所述三角測量光路中的第一相機(jī)端接收所述反射光，在入射光的透射方向，設(shè)置第二相機(jī)端接收入射光經(jīng)由所述后表面透射的透射光，所述裝置包括：

光強(qiáng)計(jì)算模塊，用于在三角測量光路中，根據(jù)前表面的反射光光強(qiáng)與偏振角度之間的關(guān)系，以及后表面的反射光光強(qiáng)與所述偏振角度之間的關(guān)系，從所述第一相機(jī)端所測得的各偏振角度下每一條反射光的光強(qiáng)中，確定出各偏振角度下每一條所述前表面的反射光的光強(qiáng)；

前表面重構(gòu)模塊，用于根據(jù)在各偏振角度下所述前表面的反射光光強(qiáng)所計(jì)算出的偏振度，計(jì)算所述反射光對應(yīng)的法向量；由所述三角測量光路所預(yù)先進(jìn)行的相機(jī)標(biāo)定，確定出所述反射光的方向向量；利用所述反射光的方向向量和所述法向量，計(jì)算所述入射光的方向向量；根據(jù)所述三角測量光路所預(yù)先進(jìn)行的發(fā)光端與第一相機(jī)端之間的像素點(diǎn)標(biāo)定，確定符合所述入射光的方向向量的入射光的空間位置，以及符合所述反射光的方向向量的反射光的空間位置；根據(jù)所述入射光的空間位置和所述反射光的空間位置之間的交點(diǎn)，重構(gòu)所述前表面；

后表面重構(gòu)模塊，用于根據(jù)重構(gòu)的前表面確定所述入射光在透明目標(biāo)內(nèi)的折射光的空間位置，以及根據(jù)所述第二相機(jī)端確定對應(yīng)的透射光的空間位置，由兩者的交點(diǎn)重構(gòu)所述后表面。

9.一種透明目標(biāo)的雙表面三維重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)用于利用三角測量光路對所述透明目標(biāo)的前表面和后表面進(jìn)行三維重構(gòu)，所述系統(tǒng)包括：發(fā)光端、第一相機(jī)端和第二相機(jī)端，以及權(quán)利要求14所述的透明目標(biāo)的雙表面三維重構(gòu)裝置；

所述發(fā)光端，以面光源形式采用自然光作為入射光照射所述透明目標(biāo)獲得反射光，所述入射光經(jīng)由所述前表面以及后表面反射獲得反射光，所述反射光入射到所述第一相機(jī)端；所述入射光和所述反射光之間具有夾角；

所述第二相機(jī)端，設(shè)置于在所述入射光的透射方向，用于接收所述入射光經(jīng)由所述后表面所透射的透射光；

所述單表面三維重構(gòu)裝置，與所述第一相機(jī)端和第二相機(jī)端連接，用于采集所述第一相機(jī)端所接收的反射光，以根據(jù)所述反射光對所述前表面進(jìn)行重構(gòu)；以及用于采集所述第二相機(jī)端所接收的透射光，以根據(jù)所述透射光對所述后表面進(jìn)行重構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述系統(tǒng)，其特征在于，所述第一相機(jī)端包括相機(jī)和偏振片；

所述偏振片，設(shè)置于所述相機(jī)的入光方向，所述偏振片的表面與所述相機(jī)的像平面平行，用于通過旋轉(zhuǎn)偏振角度測量所述反射光的偏振度。