動態(tài)場景的三維信息獲取相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、實體表面的三維數(shù)字化技術(shù)在數(shù)字媒體、虛擬現(xiàn)實、文物保護等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用背景。論文研究了被測實體在無約束運動（慢速）下的表面密集三維信息獲取的原理與技術(shù)。在實時編碼光設(shè)計、提高三維數(shù)據(jù)獲取的準確性（即結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)參數(shù)的標定、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），以及多場景數(shù)據(jù)的在線配準等方面開展了深入的研究。
　　 在實時編碼光設(shè)計中，根據(jù)條紋偏移機理，提出了編碼光設(shè)計的空間周期性準則，推導(dǎo)了空間周期性準則應(yīng)用的約束條件；建立

2、了測量分辨率與測量實時性之間的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)空間周期性準則，本文提出了一種新的實時編碼光設(shè)計方案--周期時空條紋編碼。該編碼方式既保證了系統(tǒng)的測量分辨率，又實現(xiàn)了對動態(tài)場景的三維信息獲取。
　　 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的結(jié)構(gòu)光標定方法，并對其中的計算過程進行了魯棒性分析。該標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算標定點所帶來的累積誤差，提高了標定點的獲取精度，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)參數(shù)

3、的標定。
　　 通過對結(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)獲取精度與標定點樣本的提取精度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。并從系統(tǒng)模型對圖像提取誤差的敏感程度進行分析，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　 針對結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)所得到稀疏三維數(shù)據(jù)的特點以及在線配準算法的要求，提出了改進的最近點迭代算法。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，實現(xiàn)了最近點迭代算法在實時性和自動