基于結(jié)構(gòu)光與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的三維重建技術(shù).pdf

1、三維重建技術(shù)屬于計(jì)算機(jī)視覺的重要研究內(nèi)容之一，它廣泛的用于逆向工程、文物保護(hù)、工業(yè)自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人應(yīng)用等場(chǎng)景。三維重建技術(shù)分為主動(dòng)式和被動(dòng)式三維重建，其中基于結(jié)構(gòu)光的主動(dòng)式三維重建技術(shù)，具有精度高、速度快和易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，因此成為三維測(cè)量和機(jī)器視覺領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，廣泛的用于物體的三維重建中。
　　本文根據(jù)實(shí)際三維重建需求設(shè)計(jì)了一套雙目立體視覺、結(jié)構(gòu)光技術(shù)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)相結(jié)合的三維重建系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)涉及的

2、雙目立體視覺、結(jié)構(gòu)光和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)技術(shù)的原理和方法進(jìn)行了詳細(xì)分析和實(shí)驗(yàn)。主要的研究及創(chuàng)新如下：
　　深入研究了雙目立體匹配技術(shù)、相機(jī)的成像原理、雙目相機(jī)的標(biāo)定、極線約束的原理和基于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的點(diǎn)云拼接的原理。在雙目立體匹配數(shù)學(xué)模型和相機(jī)成像數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了前方交會(huì)計(jì)算點(diǎn)云的方程式。針對(duì)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)軸標(biāo)定問題，提出了一種簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)軸標(biāo)定的方法。
　　對(duì)結(jié)構(gòu)光編解碼技術(shù)進(jìn)行了深入研究和實(shí)驗(yàn)，最后采用了格雷碼加正弦條紋的編碼方

3、式，同時(shí)采用了一種用彩色正弦條紋來減少投影張數(shù)從而縮短采集時(shí)間的編碼方法。針對(duì)實(shí)際試驗(yàn)中左右圖像中同名點(diǎn)相位不相等的情況，提出了一種對(duì)相位直線擬合的方法，將尋找同名點(diǎn)的坐標(biāo)的精度提高到亞像素級(jí)別。針對(duì)圖像中沒有投射到編碼圖案的部分和被測(cè)物體自遮擋的部分，采用增加投射兩幅全黑和全白的圖像的方法有效的避免了最后得到的被測(cè)物體點(diǎn)云周圍隨機(jī)散落的干擾點(diǎn)云。
　　在對(duì)立體視覺原理和編碼結(jié)構(gòu)光分析的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了一套圖像采集、編碼圖案投影