動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的三維信息獲取相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、實(shí)體表面的三維數(shù)字化技術(shù)在數(shù)字媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、文物保護(hù)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用背景。論文研究了被測(cè)實(shí)體在無約束運(yùn)動(dòng)（慢速）下的表面密集三維信息獲取的原理與技術(shù)。在實(shí)時(shí)編碼光設(shè)計(jì)、提高三維數(shù)據(jù)獲取的準(zhǔn)確性（即結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定、結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)誤差傳遞模型的建立與結(jié)構(gòu)優(yōu)化），以及多場(chǎng)景數(shù)據(jù)的在線配準(zhǔn)等方面開展了深入的研究。
　　 在實(shí)時(shí)編碼光設(shè)計(jì)中，根據(jù)條紋偏移機(jī)理，提出了編碼光設(shè)計(jì)的空間周期性準(zhǔn)則，推導(dǎo)了空間周期性準(zhǔn)則應(yīng)用的約束條件；建立

2、了測(cè)量分辨率與測(cè)量實(shí)時(shí)性之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)空間周期性準(zhǔn)則，本文提出了一種新的實(shí)時(shí)編碼光設(shè)計(jì)方案--周期時(shí)空條紋編碼。該編碼方式既保證了系統(tǒng)的測(cè)量分辨率，又實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的三維信息獲取。
　　 結(jié)合結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的光平面模型，提出了基于平面靶標(biāo)的結(jié)構(gòu)光標(biāo)定方法，并對(duì)其中的計(jì)算過程進(jìn)行了魯棒性分析。該標(biāo)定方法可以降低圖像處理過程所引入的誤差，減少由多次交比不變計(jì)算標(biāo)定點(diǎn)所帶來的累積誤差，提高了標(biāo)定點(diǎn)的獲取精度，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)參數(shù)

3、的標(biāo)定。
　　 通過對(duì)結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的誤差分析，建立了結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的誤差傳遞模型；根據(jù)該模型推導(dǎo)出三維數(shù)據(jù)獲取精度與標(biāo)定點(diǎn)樣本的提取精度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。并從系統(tǒng)模型對(duì)圖像提取誤差的敏感程度進(jìn)行分析，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　 針對(duì)結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)所得到稀疏三維數(shù)據(jù)的特點(diǎn)以及在線配準(zhǔn)算法的要求，提出了改進(jìn)的最近點(diǎn)迭代算法。該算法以剛體變換不變量（四面體體積）為搜索物理量，利用四面體體積的特性，實(shí)現(xiàn)了最近點(diǎn)迭代算法在實(shí)時(shí)性和自動(dòng)