基于時(shí)間空間混合結(jié)構(gòu)光編碼的可移動(dòng)式三維掃描技術(shù)研究.pdf

1、三維掃描技術(shù)由于在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用而受到了很大的關(guān)注?？梢苿?dòng)式三維掃描技術(shù)受外界約束少，能較快完成掃描任務(wù)，是三維掃描技術(shù)研究中的熱點(diǎn)之一。常見(jiàn)的可移動(dòng)式三維掃描技術(shù)可以通過(guò)結(jié)構(gòu)光編碼、視頻和激光等技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。然而，以上方案不同程度都存在著以下問(wèn)題
　　 首先，存在技術(shù)和成本上的挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)光編碼方法中只有空間編碼可以實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)式三維掃描，但精度和分辨率不夠高；基于視頻方式易于實(shí)現(xiàn)，約束條件少，但獲取的三維信息有限，多適

2、用于建筑物等大型場(chǎng)景，對(duì)于小物體細(xì)節(jié)刻畫(huà)的效果不夠好。激光三維掃描儀是較理想的解決方案，但高昂的價(jià)格制約了其普及的程度。
　　 其次，生成完整三維模型的過(guò)程較繁瑣。由于掃描儀視角范圍的原因，大部分系統(tǒng)都是只產(chǎn)生了物體某一部分的三維模型。獲得完整模型通常需要旋轉(zhuǎn)物體或者旋轉(zhuǎn)掃描儀，做多次掃描。得到多個(gè)視角的三維模型后，再通過(guò)RapidForm等第三方軟件實(shí)現(xiàn)多視角模型的配準(zhǔn)，得到完整的模型。這樣的處理很費(fèi)時(shí)，自動(dòng)化程度低。

3、　　 針對(duì)以上問(wèn)題，本文采用一種時(shí)間—空間混合結(jié)構(gòu)光編碼并設(shè)計(jì)了原型系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了可移動(dòng)式三維掃描，保證了較高的精度且掃描速度較快。所謂的快速，指從圖像采集到模型渲染的過(guò)程速度較快。
　　 本文主要做了以下四個(gè)方面的工作：
　　 首先，本文給出了一種結(jié)構(gòu)光三維掃描儀自動(dòng)標(biāo)定方法，通過(guò)在經(jīng)典的標(biāo)定方法中引入魯棒的角點(diǎn)提取算法，省去了標(biāo)定時(shí)的人工交互，在保證標(biāo)定精度的同時(shí)提高了系統(tǒng)標(biāo)定的效率。
　　 其次，本文研究了

4、基于時(shí)間一空間混合結(jié)構(gòu)光編碼方法的可移動(dòng)式三維模型獲取技術(shù)。該技術(shù)結(jié)合了時(shí)間編碼在精度上的優(yōu)勢(shì)和空間編碼在處理動(dòng)態(tài)物體掃描上的優(yōu)勢(shì)，給出了亞像素級(jí)別的解碼算法，并利用三角測(cè)距法從不同角度獲得物體的三維模型。
　　 第三，本文研究了多角度模型的ICP配準(zhǔn)技術(shù)。該技術(shù)將第二部分獲得的多角度模型通過(guò)ICP配準(zhǔn)算法快速自動(dòng)拼接成完整的模型并進(jìn)行渲染。
　　 最后，本文實(shí)現(xiàn)了原型系統(tǒng)，介紹了原型系統(tǒng)的硬件配置、軟件模塊以及主要功能