自適應(yīng)結(jié)構(gòu)光實時進行三維重建的技術(shù)研究.pdf

1、近年來，物體三維測量在工業(yè)自動化領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注，相應(yīng)開發(fā)研制出了大量的三維測量儀器，如商業(yè)三維掃描儀、激光測距儀、立體視覺相機、BGA 檢測器等。物體的三維測量是計算機視覺研究的一個重要方向，它的目標就是獲得目標物體表面幾何形狀的精確描述。目前已有相當多的三維測量方法，如立體視覺、結(jié)構(gòu)光測量、探針測量、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和使用范圍。其中結(jié)構(gòu)光以其使用簡單、測量精確、無破壞性的優(yōu)點而獲得了廣泛

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)光三維測量就是利用投影儀對目標區(qū)域投影有一定規(guī)律且可以區(qū)分出很多特征點的圖像或圖像組，然后利用這些圖像中特征點的二維信息計算得出物體上特征點的三維信息。而三維重建還需要利用這些特征點的三維信息重建出物體的輪廓。 本文旨在對自適應(yīng)結(jié)構(gòu)光實時進行三維重建做一些技術(shù)研究，主要包括以下三個方面： 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。結(jié)構(gòu)光二維信息解析其實就是結(jié)構(gòu)光的編解碼過程。本文首先綜述了目前結(jié)構(gòu)光的各種編解碼方式，然后提出了對結(jié)構(gòu)光進行自適應(yīng)解碼的改良，來提高結(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的二維信息計算得出物體上特征點的三維信息。本文首先介紹了傳統(tǒng)基于三角測量原理的結(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方法做了一些對比，可

4、以看出新的方法在速度上是有優(yōu)勢的。 第三，結(jié)構(gòu)光三維重建，也就是利用特征點的三維信息重建出物體的輪廓。通過結(jié)構(gòu)光測量得出大量特征點的三維信息形成點云，最后要把這些點云連接成三角面片并給定法向量，這就是點云重構(gòu)。在對散亂點云進行重構(gòu)時，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，得到點云的一些特點，在重構(gòu)時相應(yīng)地進行優(yōu)化，以提高速度。 最后給出試驗結(jié)果，進行了分析總結(jié)，雖然在一定程度上達到了