雙目三維測量系統(tǒng)的標(biāo)定與匹配方法研究.pdf

1、雙目三維測量技術(shù)由于測量原理簡單、接近人類關(guān)于生物視覺系統(tǒng)的認(rèn)知，一直是人們研究的熱點(diǎn)。該技術(shù)使用投影儀向被測物體表面投射圖案，由于物體表面變化使投射的圖案發(fā)生改變，然后用兩臺CCD相機(jī)拍攝物體，最終運(yùn)用算法獲得物體的三維形貌。本文重點(diǎn)探究了雙目三維測量過程中的攝像機(jī)標(biāo)定、立體匹配等關(guān)鍵技術(shù)并針對存在的問題提出了新的算法思路，最終將研究成果應(yīng)用于本實(shí)驗(yàn)室所開發(fā)的測量系統(tǒng)中。本文研究的主要內(nèi)容和成果如下:
　　1.提出了適用于雙目三

2、維測量系統(tǒng)的標(biāo)定參數(shù)優(yōu)化方法。目前的非線性優(yōu)化算法主要目的是減少單個(gè)攝像機(jī)在二維圖像坐標(biāo)系下的重投影誤差，但測量的結(jié)果是通過兩臺攝像機(jī)在三維空間坐標(biāo)系下得到的，兩者之間存在著較大的差別。針對這一問題，首先利用基于質(zhì)心的優(yōu)化算法對每個(gè)攝像機(jī)的標(biāo)定參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，該方法減少了標(biāo)定參數(shù)在優(yōu)化過程中的耦合程度，再根據(jù)雙目測量系統(tǒng)的測量原理，通過調(diào)整標(biāo)定參數(shù)的取值減少利用空間交匯法獲得的三維坐標(biāo)和真實(shí)空間坐標(biāo)之間的差距。通過實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證:相較于傳統(tǒng)

3、方法，本文所提出的方法能夠有效提高測量精度。
　　2.提出了一種基于單幅散斑條紋和相移光柵條紋投影的物體三維輪廓測量方法。首先在物體表面投射散斑圖案獲得初始的匹配點(diǎn)對，再通過投射相移光柵條紋解得的主值相位場對獲得的點(diǎn)對進(jìn)行精確匹配。所提出的方法通過投射散斑圖案確定不同視角下對應(yīng)像素點(diǎn)的所在位置，不需要采用解包裹算法得到完整的相位場，使得每一像素點(diǎn)的精確匹配點(diǎn)可以直接在主值相位場中獲得。實(shí)驗(yàn)證明所提出的方法可以獲得高質(zhì)量的三維形狀測