基于三控制點的三維曲面拼接方法研究.pdf

1、因目標表面超出攝像機視場范圍、測量精度的要求或回轉體各部分相互遮擋等原因,大型物體表面和回轉體表面的檢測一般需分塊多次進行,然后將分次測得的曲面數(shù)據(jù)歸一化實現(xiàn)拼接,因此三維曲面拼接是三維測量的核心技術之一,也是計算機視覺和圖形圖像處理領域的重要研究方向之一,在逆向工程、虛擬現(xiàn)實、文物保護和醫(yī)學影像等領域得到廣泛的應用。
　　 課題組在前期提出了基于符號M陣列結構光的三維曲面檢測方法,并初步實現(xiàn)在二值光源投射下動態(tài)場景的檢測與三維

2、重建,該方法適于宏觀尺寸且表面曲率變化較小的目標物體。由于這些物體表面無明顯特征,因此難以采用自由拼接的方法。對此,本文研究分析了一種基于目標表面控制點的曲面拼接方法,實驗表明該方法具有較高的魯棒性和一定的拼接精度。本論文主要包括以下幾個方面內(nèi)容:
　　 (1)控制點識別與定位方法研究。針對預先設置在目標表面的控制點,通過圖像平滑、閾值分割對采集的控制點圖像進行預處理,利用邊緣檢測、邊緣跟蹤等對圖像控制點進行識別,采用橢圓擬合法

3、對控制點中心進行定位,并通過檢測點坐標分析計算控制點的三維世界坐標,同時也給出了Matlab下模擬三維曲面的生成方法。
　　 (2)基于三控制點的曲面拼接方法研究。研究了基于三控制點的三維數(shù)據(jù)拼接原理,推導了變換矩陣求解過程,通過變換矩陣將分次測量的世界坐標系進行統(tǒng)一。研究并分析了常用三控制點拼接方法,提出了采用過渡坐標系實現(xiàn)變換矩陣求取方法。提出了曲面拼接后的評判標準以及曲面的平滑處理方法。
　　 (3)多控制點系統(tǒng)中