基于線掃描的物體表面重構(gòu).pdf

1、基于線掃描的物體表面重構(gòu)，由于采用激光非接觸測量方式，引起了人們的廣泛興趣并已經(jīng)應(yīng)用在許多領(lǐng)域。然而由于諸多因素的限制，國內(nèi)對物體表面重構(gòu)的學(xué)術(shù)研究和實(shí)際應(yīng)用都與國外有所差距，面對國外高昂的儀器設(shè)備，使得在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的眾多領(lǐng)域難以進(jìn)行推廣，為此，研究使用半導(dǎo)體激光器配合一個攝像頭的低廉方式在保證重構(gòu)精度的范圍內(nèi)是有一定意義的。
　　 在測量系統(tǒng)中，使用線激光作為光源來產(chǎn)生扇面光束。當(dāng)扇面光束與物體相交時，就會看到一條明亮的條紋

2、。通過從某一角度觀察這條亮條紋，所觀測到的線條紋上的扭曲部分就可以通過模型計(jì)算轉(zhuǎn)化為距離的變化。用這種方法連續(xù)地掃描物體表面就可以得到物體的三維信息。
　　 本文從理論和實(shí)驗(yàn)上分別研究了基于線掃描物體表面重構(gòu)中的定標(biāo)和重構(gòu)環(huán)節(jié)。在定標(biāo)環(huán)節(jié)中，將其細(xì)分為角點(diǎn)提取和平面標(biāo)定，在重構(gòu)環(huán)節(jié)中，將其細(xì)分成條紋細(xì)化和表面重構(gòu)。
　　 為了實(shí)現(xiàn)相機(jī)的標(biāo)定，采用平面標(biāo)定法通過觀察黑白標(biāo)定板，計(jì)算出相機(jī)的內(nèi)、外參數(shù)，而標(biāo)定板上有用的信息是

3、角點(diǎn)，為了精確地提取角點(diǎn)，首先使用像素級角點(diǎn)提取算法，然后使用亞像素級角點(diǎn)提取算法，實(shí)驗(yàn)表明，提取出來的亞像素級角點(diǎn)比像素級角點(diǎn)更接近真實(shí)角點(diǎn)的位置。接著，利用這些角點(diǎn)，在相機(jī)成像模型的基礎(chǔ)上，使用平面標(biāo)定法對相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得到相機(jī)的內(nèi)參數(shù)包括實(shí)際焦距和扭曲系數(shù)以及外參數(shù)包括相機(jī)的位置和方向。
　　 在對相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定之后，得到的內(nèi)、外參數(shù)是重構(gòu)環(huán)節(jié)所必須的。為了實(shí)現(xiàn)重構(gòu)，首先需要對激光條紋進(jìn)行細(xì)化，得到寬度為一個像素的條紋，然后