自適應(yīng)結(jié)構(gòu)光實(shí)時(shí)進(jìn)行三維重建的技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，物體三維測(cè)量在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注，相應(yīng)開(kāi)發(fā)研制出了大量的三維測(cè)量?jī)x器，如商業(yè)三維掃描儀、激光測(cè)距儀、立體視覺(jué)相機(jī)、BGA 檢測(cè)器等。物體的三維測(cè)量是計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究的一個(gè)重要方向，它的目標(biāo)就是獲得目標(biāo)物體表面幾何形狀的精確描述。目前已有相當(dāng)多的三維測(cè)量方法，如立體視覺(jué)、結(jié)構(gòu)光測(cè)量、探針測(cè)量、從紋理特征重建、從明暗重建、從輪廓重建等，每種方法都有其缺點(diǎn)和使用范圍。其中結(jié)構(gòu)光以其使用簡(jiǎn)單、測(cè)量精確、無(wú)破壞性的優(yōu)點(diǎn)而獲得了廣泛

2、的應(yīng)用。所謂結(jié)構(gòu)光就是有一定規(guī)律有一定組織結(jié)構(gòu)的光。所謂結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量就是利用投影儀對(duì)目標(biāo)區(qū)域投影有一定規(guī)律且可以區(qū)分出很多特征點(diǎn)的圖像或圖像組，然后利用這些圖像中特征點(diǎn)的二維信息計(jì)算得出物體上特征點(diǎn)的三維信息。而三維重建還需要利用這些特征點(diǎn)的三維信息重建出物體的輪廓。 本文旨在對(duì)自適應(yīng)結(jié)構(gòu)光實(shí)時(shí)進(jìn)行三維重建做一些技術(shù)研究，主要包括以下三個(gè)方面： 第一，結(jié)構(gòu)光二維信息解析，也就是要盡可能多得區(qū)分出包含結(jié)構(gòu)光圖像或圖像組中

3、的特征點(diǎn)。結(jié)構(gòu)光二維信息解析其實(shí)就是結(jié)構(gòu)光的編解碼過(guò)程。本文首先綜述了目前結(jié)構(gòu)光的各種編解碼方式，然后提出了對(duì)結(jié)構(gòu)光進(jìn)行自適應(yīng)解碼的改良，來(lái)提高結(jié)構(gòu)光二維信息解析的精度和速度。 第二，結(jié)構(gòu)光三維信息解析，也就是利用圖像中特征點(diǎn)的二維信息計(jì)算得出物體上特征點(diǎn)的三維信息。本文首先介紹了傳統(tǒng)基于三角測(cè)量原理的結(jié)構(gòu)光三維信息解析方法，然后介紹了一種新的基于單應(yīng)性矩陣對(duì)應(yīng)原理的結(jié)構(gòu)光三維信息解析方法，最后從理論上把兩個(gè)方法做了一些對(duì)比，可

4、以看出新的方法在速度上是有優(yōu)勢(shì)的。 第三，結(jié)構(gòu)光三維重建，也就是利用特征點(diǎn)的三維信息重建出物體的輪廓。通過(guò)結(jié)構(gòu)光測(cè)量得出大量特征點(diǎn)的三維信息形成點(diǎn)云，最后要把這些點(diǎn)云連接成三角面片并給定法向量，這就是點(diǎn)云重構(gòu)。在對(duì)散亂點(diǎn)云進(jìn)行重構(gòu)時(shí)，有多種連接選擇需要篩選，速度上必然受到影響。但是可以根據(jù)結(jié)構(gòu)光的編解碼特點(diǎn)，得到點(diǎn)云的一些特點(diǎn)，在重構(gòu)時(shí)相應(yīng)地進(jìn)行優(yōu)化，以提高速度。 最后給出試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行了分析總結(jié)，雖然在一定程度上達(dá)到了