基于編碼結構光的三維重建系統(tǒng)研究.pdf

1、三維重建技術是計算機視覺領域的一個熱門研究方向,它在文物恢復、計算機輔助醫(yī)療、儀器制造、動漫游戲制作等許多領域都有著廣泛的應用前景。在三維重建技術中,基于編碼結構光的三維重建技術,以其非接觸、成本低、精度較高、易于實現、實時性強等特點,近年來在三維重建領域得到了廣泛應用。
　　本文對基于編碼結構光的三維重建系統(tǒng)進行了研究。該系統(tǒng)采用投影儀投射彩色條紋編碼結構光到目標物體表面,攝像機同步攝取經物體調制的變形條紋圖像,利用計算機對攝取

2、的圖像進行一系列處理,通過投影條紋和變形條紋之間的匹配關系,完成解碼過程,結合標定好的系統(tǒng)參數,根據三角測距原理,獲取物體的三維信息,從而實現物體的三維重建。
　　本文對三維重建系統(tǒng)采用的結構光編碼方案進行了分析和對比,研究使用一種基于De Bruijn序列的彩色條紋結構光編碼方案,該編碼方案在保證重建精度的前提下使編碼魯棒性得到增強,使用單幅圖像就可實現三維重建,有效縮短了重建時間,具有很好地實時性。針對解碼過程中的條紋匹配問題

3、,研究了一種基于多通道動態(tài)規(guī)劃的條紋匹配算法,該算法通過遞歸的方式求取全局的一個最優(yōu)匹配。實驗證明該方法能有效解決條紋丟失問題,減少了條紋錯誤匹配情況的發(fā)生,解碼匹配正確率高。
　　系統(tǒng)標定技術是實現三維重建系統(tǒng)的核心技術,本文給出了求解攝像機和投影儀內外部參數的公式推導,通過系統(tǒng)標定實驗得到了攝像機和投影儀的內部參數和外部參數,完成了系統(tǒng)標定。最后通過實驗對目標物體進行了三維重建,得到比較精確的物體的三維空間點云,驗證了該三維重